MODELO TCP/ IP

La Internet TCP/IP son una serie de normas que detallan como deben comunicarse los ordenadores y el modo de interconectar las redes para permitir que diferentes sistemas puedan cooperar compartiendo sus recursos.

Fue desarrollado por una comunidad de investigadores de una agencia gubernamental norteamericana: ARPA (Advanced Research Projects Agency) bajo petición del Departamento de Defensa Norteamericana con objeto de que los sistemas multifabricante de Defensa pudieran dialogar entre sí y se implementó por primera vez en Diciembre del 69 denominándose ARPAnet.

El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia, el Transmission Control Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP). Todos juntos llegan a ser más de 100 protocolos diferentes definidos en este conjunto.

El TCP / IP es la base del Internet que sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de área local y área extensa. TCP / IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en 1972 por el departamento de defensa de los Estados Unidos, ejecutándolo en el ARPANET una red de área extensa del departamento de defensa.

Algunos de los motivos de su popularidad son:

·              Independencia del fabricante

·              Soporta múltiples tecnologías

·              Puede funcionar en maquinas de cualquier tamaño

·              Estándar de EEUU desde 1983

La arquitectura de un sistema en TCP/IP tiene una serie de metas:

§              La independencia de la tecnología usada en la conexión a bajo nivel y la arquitectura del ordenador

§              Conectividad Universal a través de la red

§              Reconocimientos de extremo a extremo

§              Protocolos estandarizados

Del conjunto de protocolos TCP/IP algunos actúan a 'bajo nivel' como por ejemplo: IP, TCP, UDP, etc. suministrando las funciones necesarias a otras aplicaciones de 'alto nivel'.

Otros protocolos realizan tareas específicas como transferencias de ficheros de correo electrónico, o sencillamente averiguar qué usuarios se encuentran conectados a un sistema determinado.

Inicialmente TCP/IP se utilizó masivamente para conectar minis con mainframes, lo que dio lugar a los servicios TCP/IP más tradicionales.

Una red TCP/IP transfiere datos mediante el ensamblaje de bloques de datos en paquetes, cada paquete comienza con una cabecera que contiene información de control; tal como la dirección del destino, seguido de los datos. Cuando se envía un archivo por la red TCP/IP, su contenido se envía utilizando una serie de paquetes diferentes. El Internet Protocol (IP), un protocolo de la capa de red, permite a las aplicaciones ejecutarse transparentemente sobre redes interconectadas. Cuando se utiliza IP, no es necesario conocer que hardware se utiliza, por tanto ésta corre en una red de área local.

El Transmission Control Protocol (TCP); un protocolo de la capa de transporte, asegura que los datos sean entregados, que lo que se recibe, sea lo que se pretendía enviar y que los paquetes que sean recibidos en el orden en que fueron enviados. TCP terminará una conexión si ocurre un error que haga la transmisión fiable imposible.

En el modelo TCP/IP no es estrictamente necesario el uso de todas las capas sino que, por ejemplo, hay protocolos de aplicación que operan directamente sobre IP y otros que lo hacen por encima de IP. En la imagen se pueden apreciar los 5 niveles de la arquitectura, comparados con los siete de OSI.

Descripción General de los Protocolos TCP/IP

Modelo de Capas

En términos generales, el software TCP/IP está organizado en cuatro capas conceptuales que se construyen sobre una quinta capa de hardware. El siguiente esquema muestra las capas conceptuales así como la forma en que los datos pasan entre ellas.

APLICACION

TRANSPORTE

INTERNET

INTERFAZ DE RED

HARDWARE

Capa de aplicación:

Es el nivel mas alto, los usuarios llaman a una aplicación que acceda servicios disponibles a través de la red de redes TCP/IP. Una aplicación interactúa con uno de los protocolos de nivel de transporte para enviar o recibir datos. Cada programa de aplicación selecciona el tipo de transporte necesario, el cual puede ser una secuencia de mensajes individuales o un flujo continuo de octetos. El programa de aplicación pasa los datos en la forma requerida hacia el nivel de transporte para su entrega. Estos programas están sustentados por una serie de protocolos que los proporcionan. Por ejemplo, el protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), para el correo electrónico, y el FTP que proporciona los servicios necesarios para la transferencia de archivos entre dos computadoras.

En esta capa se encuentran los protocolos SMTP, FTP, etc.

Capa de transporte:

La principal tarea de la capa de transporte es proporcionar la comunicación entre un programa de aplicación y otro. Este tipo de comunicación se conoce frecuentemente como comunicación punto a punto. La capa de transporte regula el flujo de información. Puede también proporcionar un transporte confiable, asegurando que los datos lleguen sin errores y en secuencia. Para hacer esto, el software de protocolo de transporte tiene el lado de recepción enviando acuses de recibo de retorno y la parte de envío retransmitiendo los paquetes perdidos. El software de transporte divide el flujo de datos que se está enviando en pequeños fragmentos (por lo general conocidos como paquetes) y pasa cada paquete, con una dirección de destino, hacia la siguiente capa de transmisión. Aun cuando en el esquema anterior se utiliza un solo bloque para representar la capa de aplicación, una computadora de propósito general puede tener varios programas de aplicación accesando la red de redes al mismo tiempo. La capa de transporte debe aceptar datos desde varios programas de usuario y enviarlos a la capa del siguiente nivel. Para hacer esto, se añade información adicional a cada paquete, incluyendo códigos que identifican qué programa de aplicación envía y qué programa debe recibir, así como una suma de verificación para verificar que el paquete ha llegado intacto y utiliza el código de destino para identificar el programa de aplicación en el que se debe entregar.

En esta capa se encuentran los protocolos UDP y TCP.

Capa de Red o Internet:

La capa Internet maneja la comunicación de una máquina a otra. Ésta acepta una solicitud para enviar un paquete desde la capa de transporte, junto con una identificación de la máquina, hacia la que se debe enviar el paquete. La capa Internet también maneja la entrada de datagramas, verifica su validez y utiliza un algoritmo de ruteo para decidir si el datagrama debe procesarse de manera local o debe ser transmitido. Para el caso de los datagramas direccionados hacia la máquina local, el software de la capa de red de redes borra el encabezado del datagrama y selecciona, de entre varios protocolos de transporte, un protocolo con el que manejará el paquete. Por último, la capa Internet envía los mensajes ICMP de error y control necesarios y maneja todos los mensajes ICMP entrantes. Los protocolos utilizados en esta capa son:

-               IP

-               ICMP

-               IGMP

-               ARP

-               RARP

-               BOOTP

Capa de Enlace o interfaz de red:

Este nivel se limita a recibir datagramas del nivel superior (nivel de red) y transmitirlo al hardware de la red. El software TCP/IP de nivel inferior consta de una capa de interfaz de red responsable de aceptar los datagramas IP y transmitirlos hacia una red específica. Una interfaz de red puede consistir en un dispositivo controlador (por ejemplo, cuando la red es una red de área local a la que las máquinas están conectadas directamente) o un complejo subsistema que utiliza un protocolo de enlace de datos propios (por ejemplo, cuando la red consiste de conmutadores de paquetes que se comunican con anfitriones utilizando HDLC). La interconexión de diferentes redes genera una red virtual en la que las máquinas se identifican mediante una dirección lógica. Sin embargo a la hora de transmitir información por un medio físico se envía y se recibe información de direcciones físicas.. Un diseño eficiente implica que una dirección lógica sea independiente de una dirección física, por lo tanto es necesario un mecanismo que relacione las direcciones lógicas con las direcciones físicas. De esta forma podremos cambiar nuestra dirección lógica IP conservando el mismo hardware, del mismo modo podremos cambiar una tarjeta de red, la cual contiene una dirección física, sin tener que cambiar nuestra dirección lógica IP.

En esta capa pueden utilizarse diversos protocolos: Frame Relay, X.25, etc.

Hardware o Nivel físico:

Coincide aproximadamente con el nivel físico de OSI. Define las características del medio, su naturaleza, el tipo de señales, la velocidad de transmisión, la codificación, etc.