Explicando la arquitectura de protocolos TCP/IP

La arquitectura de protocolos TCP/IP está basada en un modelo conceptual de cuatro capas conocido como el modelo DARPA, nombre de la agencia gubernamental de EE.UU. que desarrolló inicialmente el protocolo TCP/IP. Las cuatro capas del modelo DARPA son:

• Aplicación
• Transporte
• Internet
• interfaz de red

Cada capa de la arquitectura de protocolos TCP/IP corresponde a una o más capas del modelo de siete capas OSI o de Interconexión de sistemas abiertos (Open Systems Interconnection en inglés).

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Capa de aplicación

La capa de aplicación proporciona a las aplicaciones la capacidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos. Existen muchos protocolos de capa de aplicación y continuamente se están desarrollando nuevos. En esta arquitectura de protocolos, los de capa de aplicación más ampliamente conocidos son los utilizados para el intercambio de información de los usuarios:

• Hypertext Transfer Protocol (HTTP): se utiliza para transferir archivos que componen las páginas Web de la World Wide Web.

• File Transfer Protocol (FTP): se utiliza para la transferencia interactiva de archivos.

• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): se utiliza para la transferencia de mensajes de correo electrónico y archivos adjuntos.

• Telnet: es un protocolo de emulación de terminal, se utiliza para iniciar la sesión de forma remota en máquinas de la red.

Además, dentro de la arquitectura de protocolos TCP/IP, estos otros protocolos de capa de aplicación ayudan a facilitar el uso y la gestión de redes TCP/IP:

• Domain Name System (DNS): se utiliza para resolver un nombre de host a una dirección IP.

• Routing Information Protocol (RIP): es un protocolo de enrutamiento que los enrutadores utilizan para intercambiar información de enrutamiento en una red IP.

• Simple Network Management Protocol (SNMP): se utiliza entre una consola de gestión de red y dispositivos de red (routers, bridges, hubs inteligentes) para recoger e intercambiar información de gestión de la red.

Algunos ejemplos de interfaces de capa de aplicación para aplicaciones TCP/IP son los sockets de Windows y NetBIOS. Los sockets de Windows proporcionan una interfaz de programación de aplicaciones estándar (API). NetBIOS es una interfaz estándar para el acceso a los servicios de protocolo, tales como sesiones, datagramas, y resolución de nombres.  

Capa de transporte

La capa de transporte de esta arquitectura de protocolos es responsable de proporcionar a la capa de aplicación, servicios de sesión y de comunicación de datagramas. Los protocolos básicos de la capa de transporte son:

• Transmission Control Protocol (TCP): proporciona un servicio de comunicaciones fiable orientado a la conexión uno a uno. TCP es responsable del establecimiento de una conexión TCP, la secuencia y el acuse de recibo de los paquetes enviados, y la recuperación de paquetes perdidos durante la transmisión.

• User Datagram Protocol (UDP): proporciona una conexión, uno a uno o uno a muchos poco fiable. Por eso UDP se utiliza cuando la cantidad de datos a transferir es pequeña y  no se desea la sobrecarga que supone establecer una conexión TCP o cuando las aplicaciones o protocolos de capa superior proporcionan una entrega fiable.

Capa de Internet

La capa de Internet de esta arquitectura de protocolos es responsable de las funciones de direccionamiento, empaquetado y enrutamiento. Los protocolos básicos de la capa de Internet son:

• Internet Protocol (IP): es un protocolo enrutable responsable del direccionamiento IP, enrutamiento y fragmentación y reensamblado de paquetes.

• Address Resolution Protocol (ARP): es responsable de la resolución de la dirección de la capa de Internet a la dirección de la capa de interfaz de red, tales como una dirección de hardware.

• Internet Control Message Protocol (ICMP): es responsable de proporcionar funciones de diagnóstico y notificación de errores debidos a la entrega sin éxito de paquetes IP.

• Internet Group Management Protocol (IGMP): es responsable de la gestión de grupos de multidifusión IP.

Capa de interfaz de red

La capa de interfaz de red de esta arquitectura de protocolos (también llamada capa de acceso de red) es responsable de la colocación de paquetes TCP/IP en la red y de la recepción de paquetes TCP/IP de fuera la red. TCP/IP fue diseñado para ser independiente del método de acceso a la red, el formato y el medio. De esta manera, TCP/IP se puede utilizar para conectar diferentes tipos de red. Estas incluyen tecnologías LAN como las tecnologías Ethernet y Token Ring, y WAN tales como X.25 y Frame Relay. Su independencia de cualquier tecnología de red específica da a TCP/IP la capacidad de adaptarse a las nuevas tecnologías tales como modo de transferencia asíncrono o Asynchronous Transfer Mode (ATM).