Protocolo TCP/IP: Funcionamiento, Direcciones IP y Servicios en Redes

El Protocolo TCP/IP: Fundamentos y Funcionamiento en Redes

El protocolo TCP/IP es el lenguaje estándar que utilizan los ordenadores para compartir información y recursos en una red. Constituye la última capa del modelo OSI, representando la parte lógica de la estructura de comunicación. TCP/IP es, en la práctica, el protocolo utilizado por la gran mayoría de las redes LAN.

TCP/IP es la combinación de dos protocolos: Transmission Control Protocol (TCP) e Internet Protocol (IP). IP opera a nivel de red, gestionando el direccionamiento de la información y seleccionando el puerto de recepción. TCP, por su parte, se encarga de la gestión y control de la transmisión de los datos.

Direcciones IP y Máscaras de Subred

Dado que en una red pueden existir varias subredes, se utilizan las máscaras de subred para diferenciarlas. Estas máscaras, al igual que las direcciones IP, se componen de cuatro octetos.

Existen tres clases principales de direcciones IP:

• Clase A: Utilizadas por servidores de Internet.
• Clase B: Empleadas por empresas medianas o grandes con ordenadores distribuidos globalmente.
• Clase C: Comunes en redes LAN o Intranets.

En muchas organizaciones, solo un equipo (un PC proxy o un router) tiene conexión directa a Internet, y el resto accede a través de él. En estos casos, solo el equipo conectado a la red externa necesita una dirección IP registrada con el ICANN (organización que garantiza la unicidad de las direcciones IP). En la mayoría de las redes LAN, se utiliza un identificador de red típico como 192.168.1.x o 192.168.0.x, donde 'x' varía entre 1 y 255.

Enrutamiento, Puerta de Enlace y NAT

Cuando una LAN se conecta a Internet, el proveedor de servicios de Internet (ISP) asigna a esa LAN una dirección IP dentro de su propia red. Esta dirección, generalmente de clase A, puede ser dinámica (cambia en cada conexión) o fija (siempre la misma). El dispositivo que obtiene la dirección pública (un router o un PC actuando como gateway) tiene, en realidad, dos direcciones IP:

• IP LAN: Para comunicarse con los nodos de la red LAN (dirección de puerta de enlace).
• IP WAN: La dirección IP pública obtenida del ISP.

Para hacer coincidir la dirección IP pública con la privada interna, el router o gateway utiliza un sistema de traducción de direcciones denominado NAT (Network Address Translation).

Servicio de Resolución de Nombres (DNS)

En lugar de recordar direcciones IP numéricas, podemos conectar con un host utilizando su nombre DNS (Domain Name System). Por ejemplo, es equivalente usar 147.96.1.15 o www.ucm.es. El proveedor de Internet suele actuar también como servidor DNS. En redes cliente-servidor, el servidor gestiona las resoluciones DNS internas y redirige las externas al servidor del ISP.

Servicio DHCP (Protocolo de Configuración Dinámica de Host)

El DHCP permite a los nodos de una red obtener automáticamente sus parámetros de configuración IP, simplificando la administración de la red.

Servicios TCP con Puerto Fijo

Diversos programas basados en TCP/IP (como correo electrónico, FTP, etc.) pueden ejecutarse simultáneamente en Internet. A cada aplicación se le asigna una combinación única de dirección IP y puerto, denominada socket.

Ejemplos Comunes de Puertos:

• HTTP: Puerto 80
• HTTPS: Puerto 443
• FTP: Puertos 20 y 21
• SMTP: Puerto 25
• POP3: Puerto 110
• IMAP: Puerto 143

TCP/IP y la Red Telefónica: Encapsulamiento PPP

Para que los datagramas TCP/IP puedan transmitirse a través de líneas telefónicas, deben "enmascararse" mediante un protocolo de encapsulamiento. El protocolo más utilizado para este propósito es el PPP (Point-to-Point Protocol).