El Modelo TCP/IP y sus capas

¿Que es el Modelo TCP/IP?

El modelo TCP/IP(Nombrado asi por sus 2 protocolos principales, "Transmission Control Protocol" e "Internet Protocol") es usado para comunicaciones en redes, principalmente para establecer protocolos, este describe un conjunto de guías generales de operación para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando cómo los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario.

El modelo TCP/IP fue creado por Vinton Cerf y Robert E. Kahn y encargado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DARPA) para permitir la transmisión precisa y correcta de datos entre dispositivos, en la década de 1970. Se dividen los mensajes en paquetes para evitar tener que volver a enviar el mensaje completo en caso de que encuentre un problema durante la transmisión. Los paquetes se vuelven a armar una vez que llegan a su destino. Cada paquete puede tomar una ruta diferente entre la computadora de origen y la de destino en función de si la ruta original utilizada está congestionada o no disponible.

TCP e IP son protocolos separados que trabajan juntos para garantizar que los datos se entreguen a su destino previsto dentro de una red. El IP obtiene y define la dirección (la dirección IP) de la aplicación o dispositivo al que se deben enviar los datos. A continuación el TCP es responsable de transportar datos y asegurarse de que se entreguen a la aplicación o dispositivo de destino que el IP ha definido. 

El TCP/IP divide las tareas de comunicación en capas que mantienen el proceso estandarizado, sin que los proveedores de hardware y software tengan que tratar de gestionarlo ellos mismos. Los paquetes de datos deben pasar a través de cuatro (4) capas antes de que el dispositivo de destino los reciba; luego el TCP/IP atraviesa las capas en orden inverso para volver a poner el mensaje en su formato original. 

Capas del Modelo TCP/IP

1. Capa de Enlace de datos

La capa de enlace de datos define cómo deben enviarse los datos, maneja el acto físico de enviar y recibir datos y es responsable de transmitir datos entre las aplicaciones o los dispositivos de una red. Esto incluye definir cómo el hardware y otros dispositivos de transmisión deben señalizar los datos en una red, tal como el controlador de un dispositivo de computadora, un cable Ethernet, una tarjeta de interfaz de red (network interface card, NIC) o una red inalámbrica. Se la conoce también como la capa de enlace, capa de acceso a la red, capa de interfaz de red o capa física, y es la combinación de las capas de enlace físico y de datos del modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI).

Este modelo está diseñado para que el tipo de hardware usado no importe haciendo que pueda implementarse sobre cualquier tecnología de la capa de enlace. De hecho incluye también capas de los posibles enlaces virtuales que puedan haber ya sea por redes privadas virtuales y túneles de redes.

2. Capa de Red

 La capa de Internet es responsable de enviar paquetes desde una red y de controlar su movimiento a través de una red para garantizar que lleguen a su destino. Proporciona las funciones y los procedimientos para transferir secuencias de datos entre aplicaciones y dispositivos a través de las redes.

El Protocolo de Internet es el componente principal de la capa de Internet y define dos sistemas de direccionamiento para identificar los hosts de la red y ubicarlos en la red. El Protocolo de Internet versión 4 (IPv4) utiliza una dirección IP de 32 bits y, por lo tanto, es capaz de identificar aproximadamente cuatro mil millones de hosts. Esta limitación fue eliminada en 1998 por la estandarización del Protocolo de Internet versión 6 (IPv6) que usa direcciones de 128 bits. Las implementaciones de producción de IPv6 surgieron aproximadamente en 2006.

3. Capa de Transporte

La capa de transporte es responsable de proporcionar una conexión de datos sólida y confiable entre la aplicación o el dispositivo original y su destino previsto. Este es el nivel en el que los datos se dividen en paquetes y se numeran para crear una secuencia. Luego la capa de transporte determina cuántos datos deben enviarse, a dónde deben enviarse y a qué velocidad. Garantiza que los paquetes de datos se envíen sin errores y en secuencia, y obtiene la confirmación de que el dispositivo de destino ha recibido los paquetes de datos.

Con el objetivo de proporcionar canales de transmisión específicos, la capa de transporte establece el concepto de puerto de red. Esto es una construcción lógica numerada y que es asignada de forma específica para cada uno de los canales de comunicación que necesita una determinada aplicación. Para muchos tipos de servicios, estos números de puerto se han estandarizado para que las computadoras cliente puedan abordar servicios específicos de una computadora servidor sin la participación de servicios de directorio o descubrimiento de servicios.

4. Capa de Aplicación

La capa de aplicación se refiere a los programas que necesitan TCP/IP para ayudarlos a comunicarse entre sí. Este es el nivel con el cual los usuarios interactúan normalmente, como sistemas de correo electrónico y plataformas de mensajería.

En la capa de aplicación, el modelo TCP/IP distingue entre protocolos de usuario y protocolos de soporte. Los protocolos de soporte brindan servicios a un sistema de infraestructura de red. Los protocolos de usuario se utilizan para aplicaciones de usuario reales. Por ejemplo, FTP es un protocolo de usuario y DNS es un protocolo de soporte.

Modelo TCP/IP vs Modelo OSI

Varios años después del modelo TCP/IP, el modelo OSI fue desarrollado por la Organización Internacional de Estandarización (ISO). La estructura es similar a la del modelo TCP/IP, pero distribuida en siete(7) capas en lugar de solo cuatro. Aunque el modelo TCP/IP había demostrado su idoneidad en la práctica, las grandes empresas informáticas consideraron la posibilidad de utilizar el modelo OSI para sus propios protocolos de transmisión. Desde 1988, incluso el gobierno de los Estados Unidos, incluido el Departamento de Defensa (DoD), ha apoyado el nuevo modelo. Así, el modelo OSI finalmente prevaleció.

Para muchos usuarios, el modelo OSI es la opción preferida; todas las demás cosas son iguales. El hecho de que segmente las funciones de la red en más capas hace que la solución de problemas y la mejora del rendimiento de red sean más sencillas.

Sin embargo, TCP/IP tiene la ventaja de tener más aplicaciones, y también se utiliza comúnmente en estructuras de redes más actuales. Esto hace que sea preferible para algunos administradores porque puede ser el marco comúnmente utilizado por compañeros de equipo u otros administradores.

Comparativa lado a lado de
ambos modelos y sus capas