LA SUITE DE PROTOCOLOS TCP/IP

    TCP/IP o la Suite de Protocolos de la Internet, tiene una larga historia de desarrollo y evoluci�n. Debido a la creciente popularidad del TCP/IP y a los servicios de comunicaci�n que provee, la Internet ahora se encuentra uniendo miles de redes de �rea local conectando millones de hosts o servidores.

    TCP/IP es un conjunto o Suite de protocolos dise�ado con una arquitectura en capas. Las capas permiten a los dise�adores del protocolo dividir en m�dulos las tareas y servicios que realizar� el mismo. El dise�o tambi�n especifica la manera en que un m�dulo interact�a con otros. La arquitectura en capas de los protocolos est� dise�ada como una pila en la que los protocolos de m�s alto nivel interact�an con protocolos de niveles m�s bajos.

El modelo de TCP/IP est� formado por cuatro capas :

1. La capa de aplicaciones es la capa m�s alta de la pila; �sta provee servicios de alto nivel a los usuarios como transferencia de archivos, entrega de correo electr�nico, y acceso a terminales remotas. Los programas de aplicaci�n escogen entre diferentes protocolos de transporte dependiendo del tipo de servicio de transporte que requieran.
2. La principal tarea de la capa de transporte es proveer comunicaci�n punto a punto entre las aplicaciones. Los protocolos de transporte (TCP y UDP) usan el servicio de entrega de paquetes que provee la capa de Internet.
3. La capa de Internet provee el servicio de entrega de paquetes de una m�quina a otra, por medio del protocolo de internet (IP). La integridad de los datos no se verifica en este nivel, por lo que el mecanismo de verificaci�n es implementado en capas superiores (Transporte o Aplicaci�n).
4. La capa de acceso al medio acepta datagramas de la capa de Internet y los env�a f�sicamente. El "m�dulo" para el acceso al medio es con frecuencia un manejador de dispositivo (device driver) para una pieza particular de hardware, y la "capa" de acceso al medio puede consistir de m�ltiples m�dulos.

Para que la informaci�n fluya a trav�s de las capas, �sta pasa por un proceso de encapsulamiento. Los mensajes o informaci�n recibida por la capa de TCP es encapsulada con un encabezado de TCP en un paquete llamado "Segmento de TCP", este segmento de TCP es entregado a la capa de IP, en el que se le agrega un encabezado de IP y el paquete llamado "Datagrama de IP" es creado. El paso final incluye el encapsulamiento del datagrama de IP en paquetes creados para la capa de acceso al medio.

Los dos protocolos de la capa de transporte de la suite TCP/IP son TCP y UDP. Ambos utilizan el servicio de entrega de paquetes de IP, y pueden distinguir entre m�ltiples procesos en la misma m�quina usando un n�mero de puerto. Las funciones que realiza TCP son las siguientes:

SERVICIOS DE ENTREGA DE PAQUETES

TCP provee un servicio Confiable de entrega de paquetes Orientado-a-Conexi�n, o sea, TCP se encarga de dar la ilusi�n de que la comunicaci�n entre dos computadoras es de punto-a-punto con un flujo continuo de informaci�n, a diferencia de IP, donde se sabe que la informaci�n fluye en paquetes y que dicha informaci�n puede ser retransmitida varias veces antes de alcanzar su destino.

El concepto de conexi�n es muy importante porque le permite a un puerto local dar servicio a muchos puertos remotos concurrentemente. Esta es la base del modelo de aplicaci�n cliente-servidor que es usado en redes.

RESPONSABILIDADES

La comunicaci�n punto-a-punto confiable indica que TCP acepta la responsabilidad de la secuenciaci�n de datos, validaci�n y, si es necesario, retransmisi�n; la aplicaci�n o proceso que use los servicios de TCP no necesita preocuparse de todo lo anterior, puede asumir que los datos que env�a ser�n recibidos �ntegros, en el orden exacto en el que fueron enviados.

Otra de las responsabilidades de TCP es el Control del flujo, el cual es un mecanismo que previene al transmisor de enviar datos m�s r�pido de lo que el receptor pueda manejar.

UDP provee la capacidad de acceder a los puertos, a diferencia de TCP, con servicios Sin-Conexi�n y No-Confiables. Muchas aplicaciones necesitan direccionar a IP y el acceso a puertos de TCP, pero manejando ellas mismas la verificaci�n de los datos, por lo que UDP es la soluci�n ideal. Tambi�n es usado por aplicaciones que solamente env�an mensajes cortos y pueden enviar de nuevo los mensajes si la respuesta no llega en corto tiempo.

Siguiendo con la analog�a del correo, que suceder�a si se quiere enviar un libro a otra persona, pero la oficina postal solamente env�a cartas?. Una soluci�n ser�a desprender cada p�gina del libro, poner cada una de ellas en un sobre separado y depositarlos en el buz�n. El destinatario tendr�a que asegurarse de que todas p�ginas lleguen y pegarlas en el orden correcto. Lo mismo hace TCP.

TCP toma la informaci�n que se quiere transmitir, la divide en pedazos y numera cada uno de estos, de tal manera que el receptor pueda verificar la llegada de los mismos y colocarlos en orden.

SERVICIOS DE ENTREGA DE PAQUETES

IP provee un servicio de entrega de datagramas "Sin-Conexi�n"; llamado as� porque no se lleva a cabo una coordinaci�n entre el punto transmisor y el punto receptor. Cada paquete es tratado independientemente, los cuales pueden llegar en desorden y hasta podr�an no llegar.

La entrega "Sin-Conexi�n" es similar a poner una carta en el buz�n: se deposita (datagrama) y se olvida de ella. Se asume que el servicio postal (Red IP) entregar� la carta (datagrama) a su destino.

Este servicio "Sin-Conexi�n" es "No-Confiable" porque IP no puede garantizar la entrega, pero es llevado a cabo con el "Mejor-Esfuerzo", esto es, los datagramas no son descartados f�cilmente (precisamente como el cartero no tira las cartas sin raz�n). Los datagramas pueden no ser entregados por la falta de recursos o por una falla en el hardware de la red.

SERVICIOS DE DIRECCIONAMIENTO

El servicio de direccionamiento de IP determina r�pidamente si una direcci�n IP dada por la capa de transporte pertenece a la red local o a otra red.

Las direcciones IP son n�meros de 32 bits divididos en 4 octetos. Cada direcci�n es la combinaci�n del identificador �nico de la red y el identificador �nico de la m�quina.

El problema inmediato con las direcciones IP es que son dif�ciles de memorizar. Por esta raz�n, las computadoras tambi�n pueden ser identificadas con nombres particulares. El DNS fue implementado para facilitar el uso de las direcciones IP a los seres humanos.

RESPONSABILIDADES

Una funci�n de la capa de Internet es definir la "Unidad b�sica de Transferencia de Datos" usada en las redes TCP/IP: el Datagrama IP.

IP tambi�n es responsable de la selecci�n del camino por el que viajan los datos, esto es llamado "Enrutamiento".

El protocolo Internet tambi�n incluye un conjunto de reglas que define c�mo se procesar�n los paquetes, incluyendo cu�ndo generar mensajes de error y cu�ndo se descartan datagramas. Parte de este proceso incluye la "Fragmentaci�n de Datos" y el "Reensamblado", aunque IP realiza esta funci�n solo cuando el hardware lo requiere.

El siguiente modelo que ejemplifica perfectamente qu� es la Internet y c�mo opera, aunque las tecnolog�as sean completamente diferentes: