Fundamentos de la Capa de Transporte: TCP y UDP

Capa de Transporte

El protocolo de transporte se sitúa encima de la Capa de Red y debajo de las aplicaciones o protocolos de capas superiores. Existe una distinción entre el bloque formado por:

• Capas 1 a 4: Proveedor del servicio de transporte, con independencia de las redes subyacentes.
• Capas superiores: Usuario del servicio de transporte.

El servicio de esta capa es de extremo a extremo (end-to-end), mientras que los protocolos de red operan en los routers (hop-by-hop). La capa proporciona un mecanismo de intercambio de información que puede ser UDP (no orientado a conexión) y TCP (orientado a conexión).

Cuestiones fundamentales

1. Direccionamiento (en TCP/UDP)

• Por uso o convención: Número de puertos conocidos asignados por la ICANN. Para visualizarlo: cat /etc/services.
• Servicio de nombres o directorios: Se registran otros servicios como portmap.

2. Multiplexado

Varios usuarios emplean el mismo protocolo de transporte simultáneamente.

3. Control de flujo y almacenamiento en búfer (TCP)

Mecanismo completo realizado de extremo a extremo en lugar de enlace a enlace (como en la capa de enlace). Utiliza una ventana deslizante que varía de tamaño según el búfer. Se basa en el número de bytes que el receptor almacena, en vez del número de tramas.

4. Establecimiento y fin de conexión (TCP)

Antes de enviar datos, es necesario verificar la disponibilidad del receptor. El establecimiento de conexión requiere un apretón de manos de tres vías (three-way handshake):

• SYN
• SYN-ACK
• ACK

Una vez enviados los datos, se procede al fin de la conexión.

TCP y UDP: Comparativa

• TCP (Transmission Control Protocol): Los paquetes se llaman segmentos. Es un protocolo fiable sobre una base no fiable (IP), orientado a conexión, no permite multidifusión y se basa en el intercambio de un flujo de bytes.
• UDP (User Datagram Protocol): Los paquetes son datagramas. Es un protocolo no fiable sobre una base no fiable (IP), no orientado a conexión, permite multidifusión y se basa en el intercambio de mensajes individuales.

Servicios y usos de UDP

Es útil para aplicaciones que:

• Recolectan datos en tiempo real (ej. SNMP).
• Difunden mensajes a grupos de usuarios (ej. IGMP).
• Transmiten datos en tiempo real (voz IP).
• Realizan transacciones tipo petición-respuesta (ej. DNS).
• Necesitan tener control sobre el flujo de paquetes, errores o temporizadores.

Cabecera UDP

1. Puerto origen (16 bits)
2. Puerto destino (16 bits)
3. Longitud (16 bits)
4. Suma de comprobación (Checksum) (16 bits), la cual es opcional.

Aplicaciones UDP

Ejemplos comunes: echo (7), daytime (9), ssh (22), www (80), kerberos (88), ntp (123), https (443)... Para consultar más, usa: grep udp /etc/services | less.