¿Qué es TCP/IP?
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) es un conjunto de protocolos de comunicación utilizados en Internet. Fue desarrollado en la década de 1970 para ARPANET (el predecesor de Internet) y actualmente constituye la base de las comunicaciones en Internet.
El nombre “TCP/IP” combina los dos protocolos más importantes, TCP e IP, pero en realidad se refiere a un conjunto de protocolos que incluye muchos otros (HTTP, FTP, SMTP, DNS, etc.).
Punto clave: TCP/IP también se conoce como “pila de protocolos” y tiene una estructura jerárquica donde cada capa se encarga de un rol específico. Este diseño permite mejorar o reemplazar cada capa de forma independiente.
El Modelo de 4 Capas de TCP/IP
TCP/IP está compuesto por 4 capas. Comparado con las 7 capas del modelo de referencia OSI, está organizado de manera más práctica.
| Capa | Nombre | Rol | Protocolos Principales |
|---|---|---|---|
| 4 | Capa de Aplicación | Procesamiento de comunicación específico de la aplicación | HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS, SSH |
| 3 | Capa de Transporte | Control de comunicación extremo a extremo | TCP, UDP |
| 2 | Capa de Internet | Control de rutas mediante direcciones IP | IP, ICMP, ARP |
| 1 | Capa de Interfaz de Red | Conexión física a la red | Ethernet, Wi-Fi |
Flujo de Datos (Encapsulación)
Al enviar datos, se añade un “encabezado” en cada capa. Esto se llama encapsulación.
- Capa de Aplicación: Genera los datos de la aplicación
- Capa de Transporte: Añade encabezado TCP (número de puerto, número de secuencia, etc.) → Segmento
- Capa de Internet: Añade encabezado IP (direcciones IP de origen/destino, etc.) → Paquete
- Capa de Interfaz de Red: Añade encabezado Ethernet (direcciones MAC, etc.) → Trama
El Rol de IP - Entrega por Direcciones
IP (Internet Protocol) es responsable de entregar paquetes a su destino. Comparándolo con el sistema postal, es la parte de “entregar la carta mirando la dirección”.
Direcciones IP
Son números que identifican cada dispositivo en Internet. En IPv4 se representan con 32 bits (ejemplo: 192.168.1.1), en IPv6 con 128 bits (ejemplo: 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334).
# Ejemplos de direcciones IPv4
192.168.1.1 # Dirección privada
8.8.8.8 # Servidor DNS de Google
# Ejemplos de direcciones IPv6
::1 # Dirección de loopback
fe80::1 # Dirección link-local
Características de IP
- Sin conexión: Envía paquetes sin establecer una conexión previa
- Mejor esfuerzo: No garantiza la llegada del paquete (la fiabilidad es responsabilidad de TCP)
- Enrutamiento: Reenvía paquetes a través de múltiples redes
Por qué IP solo no es suficiente: IP solo “intenta entregar” los paquetes, no confirma si llegaron ni garantiza que lleguen en orden. TCP proporciona esta fiabilidad.
El Rol de TCP - Comunicación Confiable
TCP (Transmission Control Protocol) logra una transferencia de datos confiable.
Funciones Principales de TCP
- Orientado a conexión: Establece conexión antes de comunicar (handshake de 3 vías)
- Fiabilidad: Confirmación de llegada de datos y control de retransmisión
- Control de secuencia: Garantiza el orden de los datos mediante números de secuencia
- Control de flujo: Ajusta la velocidad de envío según la capacidad de procesamiento del receptor
- Control de congestión: Ajusta la cantidad de envío según la congestión de la red
Handshake de 3 Vías
El establecimiento de conexión TCP se realiza mediante el intercambio de 3 mensajes.
Cliente Servidor
| |
|-------- SYN (seq=x) -------->| 1. Solicitud de conexión
| |
|<--- SYN-ACK (seq=y,ack=x+1) -| 2. Respuesta a solicitud + Su propia solicitud
| |
|-------- ACK (ack=y+1) ------>| 3. Confirmación de la respuesta
| |
| Conexión establecida |
Diferencias entre TCP y UDP
| Característica | TCP | UDP |
|---|---|---|
| Conexión | Orientado a conexión | Sin conexión |
| Fiabilidad | Sí (control de retransmisión) | No |
| Garantía de orden | Sí | No |
| Velocidad | Relativamente lento | Rápido |
| Uso | Web, correo, transferencia de archivos | Streaming de video, juegos, DNS |
Criterio de selección: Usa TCP cuando la precisión de los datos es importante, y UDP cuando la comunicación en tiempo real es importante y se tolera cierta pérdida de datos.
El Rol de los Números de Puerto
Los números de puerto son números para identificar múltiples servicios en la misma dirección IP. Van del rango 0 al 65535.
Puertos Bien Conocidos (0-1023)
Puerto Protocolo Uso
20, 21 FTP Transferencia de archivos
22 SSH Shell seguro
25 SMTP Envío de correo
53 DNS Resolución de nombres
80 HTTP Web
443 HTTPS Web seguro
Comandos Útiles para Resolución de Problemas
# Verificar conectividad
ping google.com
# Verificar ruta
traceroute google.com # macOS/Linux
tracert google.com # Windows
# Verificar estado de conexiones TCP
netstat -an | grep ESTABLISHED
# Captura de paquetes (requiere permisos de administrador)
tcpdump -i eth0 port 80
Resumen
TCP/IP es la tecnología fundamental que soporta las comunicaciones en Internet. IP entrega los paquetes al destino, y TCP realiza una comunicación confiable. La pila de protocolos de 4 capas permite que cada capa funcione de forma independiente, proporcionando una infraestructura de comunicación flexible y extensible.
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