Protocolos de Transporte y Red: TCP/IP y UDP

Protocolos de Transporte: TCP y UDP

La capa de transporte satisface las necesidades de las redes de datos mediante:

• La división en segmentos de los datos que se reciben de una aplicación.
• La adición de un encabezado para identificar y administrar cada segmento.
• El uso de la información del encabezado para reensamblar los segmentos de nuevo en datos de aplicación.
• El paso de los datos ensamblados hacia la aplicación correcta.

UDP y TCP son protocolos de capa de transporte comunes. Los datagramas de UDP y los segmentos de TCP tienen encabezados fijos previos a los datos, que incluyen un número de puerto de origen y un número de puerto de destino. Estos números de puerto permiten que los datos se dirijan a la aplicación correcta que se ejecuta en la computadora de destino.

Protocolo TCP

El TCP pasa datos a la red una vez que conoce que el destino está listo para recibirlos. Luego, TCP administra el flujo de datos y reenvía todos los segmentos de datos de los que no recibió acuse de recibo. TCP utiliza mecanismos de enlace, temporizadores, acuses de recibo y uso dinámico de ventanas para llevar a cabo estas funciones confiables. Esta confiabilidad, sin embargo, impone una sobrecarga a la red en términos de encabezados de segmentos más grandes y mayor tráfico de red entre el origen y el destino que maneja el transporte de los datos.

Protocolo UDP

Si los datos de aplicación necesitan entregarse a la red rápidamente, o si el ancho de banda de la red no admite la sobrecarga de mensajes de control que se intercambian entre los sistemas de origen y destino, UDP será el protocolo de la capa de transporte preferido. Esto se debe a que UDP no rastrea ni reconoce la recepción de datagramas en el destino; solo envía los recibidos a la capa de aplicación a medida que llegan y no reenvía datagramas perdidos. Sin embargo, esto no necesariamente significa que la comunicación no sea confiable; puede haber mecanismos en los protocolos y servicios de la capa de aplicación que procesen datagramas perdidos o retrasados si la aplicación tiene estos requisitos.

La elección del protocolo de la capa de transporte la realiza el creador de la aplicación para cumplir mejor con los requisitos del usuario. Sin embargo, el creador debe tener en cuenta que las otras capas cumplen un rol importante en las comunicaciones de redes de datos y tendrán influencia en el rendimiento.

Protocolo de Capa de Red: IP

El protocolo de capa de red más significativo (Capa 3 de OSI) es el Protocolo de Internet (IP). La versión 4 (IPv4) de IP es el protocolo de capa de red que se utilizará como ejemplo.

El enrutamiento de IP de Capa 3 no garantiza una entrega confiable ni establece una conexión antes de transmitir los datos. Esta comunicación no confiable sin conexión es rápida y flexible, pero las capas superiores deben proporcionar mecanismos para garantizar la entrega de datos si se necesita.

Funciones de la Capa de Red

La función de la capa de red es llevar datos desde un host a otro sin tener en cuenta el tipo de datos. Los datos están encapsulados en un paquete. El encabezado del paquete tiene campos que incluyen la dirección de destino del paquete.

El direccionamiento jerárquico de la capa de red, con las porciones de red y host, facilita la división de redes en subredes y permite el uso de la dirección de red para reenviar paquetes hacia el destino en lugar de usar cada dirección host individual.

Enrutamiento de Paquetes

Si la dirección de destino no está en la misma red que el host de origen, el paquete pasa al gateway predeterminado para ser reenviado a la red de destino. El gateway es una interfaz de un router que analiza la dirección de destino. Si la red de destino tiene una entrada en su tabla de enrutamiento, el router envía el paquete ya sea a una red conectada o al gateway del siguiente salto. Si no hay entrada de enrutamiento, el router puede reenviar el paquete a una ruta predeterminada o descartarlo.

Las entradas de la tabla de enrutamiento se pueden configurar manualmente en cada router para proporcionar enrutamiento estático, o los routers pueden comunicar la información de la ruta de manera dinámica entre ellos utilizando un protocolo de enrutamiento.