Protocolo de comunicaciones

Protocolo de comunicaciones
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En el campo de las telecomunicaciones, un protocolo de comunicaciones o de red es el conjunto de
reglas normalizadas para la representación, señalización, autenticación y detección de errores necesario
para enviar información a través de un canal de comunicación. Un ejemplo de un protocolo de
comunicaciones simple adaptado a la comunicación por voz es el caso de un locutor deradio hablando a
sus radioyentes.

Los protocolos de comunicación para la comunicación digital por redes de computadoras tienen
características destinadas a asegurar un intercambio de datos fiable a través de un canal de
comunicación imperfecto. Los protocolos de comunicación siguen ciertas reglas para que el sistema
funcione apropiadamente.

[editar]Especificación de protocolo

Sintaxis: se especifica como son y como se construyen.

Semántica: que significa cada comando o respuesta del protocolo respecto a sus
parámetros/datos.

Procedimientos de uso de esos mensajes: es lo que hay que programar realmente (los errores,
como tratarlos).

HISTORIA

El Protocolo de Internet (IP) y el Protocolo de Transmisión
(TCP), fueron desarrollados inicialmente en 1973 por el
informático estadounidense Vinton Cerf como parte de un
proyecto dirigido por el ingeniero norteamericano Robert
Kahn y patrocinado por la Agencia de Programas Avanzados
de Investigación (ARPA, siglas en inglés) del Departamento
Estadounidense de Defensa. Internet comenzó siendo una red
informática de ARPA (llamada ARPAnet) que conectaba
redes de ordenadores de varias universidades y laboratorios
en investigación en Estados Unidos. World Wibe Web se
desarrolló en 1989 por el informático británico Timothy
Berners-Lee para el Consejo Europeo de Investigación
Nuclear (CERN, siglas en francés).

QUÉ ES Y ARQUITECTURA DE
TCP/IP

TCP/IP es el protocolo común utilizado por todos los
ordenadores conectados a Internet, de manera que éstos
puedan comunicarse entre sí. Hay que tener en cuenta que en
Internet se encuentran conectados ordenadores de clases muy
diferentes y con hardware y softwareincompatibles en
muchos casos, además de todos los medios y formas posibles
de conexión. Aquí se encuentra una de las grandes ventajas
del TCP/IP, pues este protocolo se encargará de que la
comunicación entre todos sea posible. TCP/IP es compatible
con cualquier sistema operativo y con cualquier tipo
de hardware.

TCP/IP no es un único protocolo, sino que es en realidad lo
que se conoce con este nombre es un conjunto de protocolos
que cubren los distintos niveles del modelo OSI. Los dos
protocolos más importantes son el TCP (Transmission
Control Protocol) y el IP (Internet Protocol), que son los
que dan nombre al conjunto. La arquitectura del TCP/IP
consta de cinco niveles o capas en las que se agrupan los
protocolos, y que se relacionan con los niveles OSI de la
siguiente manera:
o Aplicación: Se corresponde con los
niveles OSI de aplicación,
presentación y sesión. Aquí se
incluyen protocolos destinados a
proporcionar servicios, tales como
correo electrónico (SMTP),
transferencia de ficheros (FTP),
conexión remota (TELNET) y otros
más recientes como el protocolo
HTTP (Hypertext Transfer
Protocol).
o Transporte: Coincide con el nivel
de transporte del modelo OSI. Los
protocolos de este nivel, tales como
TCP y UDP, se encargan de
manejar los datos y proporcionar la
fiabilidad necesaria en el transporte
de los mismos.
o Internet: Es el nivel de red del
modelo OSI. Incluye al protocolo
IP, que se encarga de enviar los

paquetes de información a sus
destinos correspondientes. Es
utilizado con esta finalidad por los
protocolos del nivel de transporte.

o Físico : Análogo al nivel físico del
OSI.
o Red : Es la interfaz de la red real.
TCP/IP no especifíca ningún
protocolo concreto, así es que corre
por las interfaces conocidas, como
por ejemplo: 802.2, CSMA/CD,
X.25, etc.

NIVEL DE APLICACIÓN

NIVEL DE TRANSPORTE

NIVEL DE INTERNET

NIVEL DE RED

NIVEL FÍSICO
FIG: Arquitectura TCP/IP

El TCP/IP necesita funcionar sobre algún tipo de
red o de medio físico que proporcione sus propios
protocolos para el nivel de enlace de Internet. Por
este motivo hay que tener en cuenta que los
protocolos utilizados en este nivel pueden ser muy

diversos y no forman parte del conjunto TCP/IP.
Sin embargo, esto no debe ser problemático puesto
que una de las funciones y ventajas principales del
TCP/IP es proporcionar una abstracción del medio
de forma que sea posible el intercambio de
información entre medios diferentes y tecnologías
que inicialmente son incompatibles.
Para transmitir información a través de TCP/IP,
ésta debe ser dividida en unidades de menor
tamaño. Esto proporciona grandes ventajas en el
manejo de los datos que se transfieren y, por otro
lado, esto es algo común en cualquier protocolo de
comunicaciones. En TCP/IP cada una de estas
unidades de información recibe el nombre de
"datagrama"(datagram), y son conjuntos de datos
que se envían como mensajes independientes.

PROTOCOLOS TCP/IP

FTP, SMTP, SNMP, X-WINDOWS,

TELNET RPC, NFS
TCP UDP
IP, ICMP, 802.2, X.25
ETHERNET, IEEE 802.2, X.25

o FTP (File Transfer Protocol). Se
utiliza para transferencia de
archivos.
o SMTP (Simple Mail Transfer
Protocol). Es una aplicación para el
correo electrónico.
o TELNET: Permite la conexión a
una aplicación remota desde un
proceso o terminal.
o RPC (Remote Procedure
Call). Permite llamadas a
procedimientos situados
remotamente. Se utilizan las
llamadas a RPC como si fuesen
procedimientos locales.
o SNMP (Simple Network
Management Protocol). Se trata de
una aplicación para el control de la
red.
o NFS (Network File
System). Permite la utilización de
archivos distribuidos por los
programas de la red.
o X-Windows. Es un protocolo para
el manejo de ventanas e interfaces
de usuario.

CARACTERÍSTICAS DE TCP/IP

Ya que dentro de un sistema TCP/IP los datos transmitidos
se dividen en pequeños paquetes, éstos resaltan una serie de
características.
o La tarea de IP es llevar los datos a
granel (los paquetes) de un sitio a
otro. Las computadoras que
encuentran las vías para llevar los
datos de una red a otra
(denominadas enrutadores) utilizan
IP para trasladar los datos. En
resumen IP mueve los paquetes de
datos a granel, mientras TCP se
encarga del flujo y asegura que los
datos estén correctos.
o Las líneas de comunicación se
pueden compartir entre varios
usuarios. Cualquier tipo de paquete
puede transmitirse al mismo
tiempo, y se ordenará y combinará
cuando llegue a su destino.
Compare esto con la manera en que
se transmite una conversación
telefónica. Una vez que establece
una conexión, se reservan algunos
circuitos para usted, que no puede
emplear en otra llamada, aun si deja

esperando a su interlocutor por
veinte minutos.
o Los datos no tienen que enviarse
directamente entre dos
computadoras. Cada paquete pasa
de computadora en computadora
hasta llegar a su destino. Éste, claro
está, es el secreto de cómo se
pueden enviar datos y mensajes
entre dos computadoras aunque no
estén conectadas directamente entre
sí. Lo que realmente sorprende es
que sólo se necesitan algunos
segundos para enviar un archivo de
buen tamaño de una máquina a otra,
aunque estén separadas por miles de
kilómetros y pese a que los datos
tienen que pasar por múltiples
computadoras. Una de las razones
de la rapidez es que, cuando algo
anda mal, sólo es necesario volver a
transmitir un paquete, no todo el
mensaje.
o Los paquetes no necesitan seguir la
misma trayectoria. La red puede
llevar cada paquete de un lugar a
otro y usar la conexión más idónea
que esté disponible en ese instante.
No todos los paquetes de los
mensajes tienen que viajar,
necesariamente, por la misma ruta,

ni necesariamente tienen que llegar
todos al mismo tiempo.
o La flexibilidad del sistema lo hace
muy confiable. Si un enlace se
pierde, el sistema usa otro. Cuando
usted envía un mensaje, el TCP
divide los datos en paquetes, ordena
éstos en secuencia, agrega cierta
información para control de errores
y después los lanza hacia fuera, y
los distribuye. En el otro extremo,
el TCP recibe los paquetes, verifica
si hay errores y los vuelve a
combinar para convertirlos en los
datos originales. De haber error en
algún punto, el programa TCP
destino envía un mensaje
solicitando que se vuelvan a enviar
determinados paquetes.

CÓMO FUNCIONA TCP/IP

- IP:
IP a diferencia del protocolo X.25, que está orientado a
conexión, es sin conexión. Está basado en la idea de los
datagramas interred, los cuales son transportados
transparentemente, pero no siempre con seguridad, desde el

hostal fuente hasta el hostal destinatario, quizás recorriendo
varias redes mientras viaja.
El protocolo IP trabaja de la siguiente manera; la capa de
transporte toma los mensajes y los divide en datagramas, de
hasta 64K octetos cada uno. Cada datagrama se transmite a
través de la red interred, posiblemente fragmentándose en
unidades más pequeñas, durante su recorrido normal. Al
final, cuando todas las piezas llegan a la máquina
destinataria, la capa de transporte los reensambla para así
reconstruir el mensaje original.
Un datagrama IP consta de una parte de cabecera y una parte
de texto. La cabecera tiene una parte fija de 20 octetos y una
parte opcional de longitud variable. En la figura 1 se
muestra el formato de la cabecera. El campo Versión indica a
qué versión del protocolo pertenece cada uno de los
datagramas. Mediante la inclusión de la versión en cada
datagrama, no se excluye la posibilidad de modificar los
protocolos mientras la red se encuentre en operación.
El campo Opciones se utiliza para fines de seguridad,
encaminamiento fuente, informe de errores, depuración,
sellado de tiempo, así como otro tipo de información. Esto,
básicamente, proporciona un escape para permitir que las
versiones subsiguientes de los protocolos incluyan
información que actualmente no está presente en el diseño
original. También, para permitir que los experimentadores
trabajen con nuevas ideas y para evitar, la asignación de bits
de cabecera a información que muy rara vez se necesita.
Debido a que la longitud de la cabecera no es constante, un
campo de la cabecera, IHL, permite que se indique la

longitud que tiene la cabecera en palabras de 32 bits. El valor
mínimo es de 5. Tamaño 4 bit.
El campo Tipo de servicio le permite al hostal indicarle a la
subred el tipo de servicio que desea. Es posible tener varias
combinaciones con respecto a la seguridad y la velocidad.
Para voz digitalizada, por ejemplo, es más importante la
entrega rápida que corregir errores de transmisión. En tanto
que, para la transferencia de archivos, resulta más importante
tener la transmisión fiable que entrega rápida. También, es
posible tener algunas otras combinaciones, desde un tráfico
rutinario, hasta una anulación instantánea. Tamaño 8 bit.
La Longitud total incluye todo lo que se encuentra en el
datagrama -tanto la cabecera como los datos. La máxima
longitud es de 65 536 octetos(bytes). Tamaño 16 bit.
El campo Identificación se necesita para permitir que el
hostal destinatario determine a qué datagrama pertenece el
fragmento recién llegado. Todos los fragmentos de un
datagrama contienen el mismo valor de identificación.
Tamaño 16 bits.
Enseguida viene un bit que no se utiliza, y después dos
campos de 1 bit. Las letras DF quieren decir no fragmentar.
Esta es una orden para que las pasarelas no fragmenten el
datagrama, porque el extremo destinatario es incapaz de
poner las partes juntas nuevamente. Por ejemplo, supóngase
que se tiene un datagrama que se carga en un micro pequeño
para su ejecución; podría marcarse con DF porque la ROM
de micro espera el programa completo en un datagrama. Si el
datagrama no puede pasarse a través de una red, se deberá
encaminar sobre otra red, o bien, desecharse.

Las letras MF significan más fragmentos. Todos los
fragmentos, con excepción del último, deberán tener ese bit
puesto. Se utiliza como una verificación doble contra el
campo deLongitud total, con objeto de tener seguridad de
que no faltan fragmentos y que el datagrama entero se
reensamble por completo.
El desplazamiento de fragmento indica el lugar del
datagrama actual al cual pertenece este fragmento. En un
datagrama, todos los fragmentos, con excepción del último,
deberán ser un múltiplo de 8 octetos, que es la unidad
elemental de fragmentación. Dado que se proporcionan 13
bits, hay un máximo de 8192 fragmentos por datagrama,
dando así una longitud máxima de datagrama de 65 536
octetos, que coinciden con el campo Longitud total. Tamaño
16 bits.
El campo Tiempo de vida es un contador que se utiliza para
limitar el tiempo de vida de los paquetes. Cuando se llega a
cero, el paquete se destruye. La unidad de tiempo es el
segundo, permitiéndose un tiempo de vida máximo de 255
segundos. Tamaño 8 bits.
Cuando la capa de red ha terminado de ensamblar un
datagrama completo, necesitará saber qué hacer con él. El
campo Protocolo indica, a qué proceso de transporte
pertenece el datagrama. El TCP es efectivamente una
posibilidad, pero en realidad hay muchas más.
Protocolo: El número utilizado en este campo sirve para
indicar a qué protocolo pertenece el datagrama que se
encuentra a continuación de la cabecera IP, de manera que
pueda ser tratado correctamente cuando llegue a su
destino. Tamaño: 8 bit.

El código de redundancia de la cabecera es necesario para
verificar que los datos contenidos en la cabecera IP son
correctos. Por razones de eficiencia este campo no puede
utilizarse para comprobar los datos incluidos a continuación,
sino que estos datos de usuario se comprobarán
posteriormente a partir del código de redundancia de la
cabecera siguiente, y que corresponde al nivel de transporte.
Este campo debe calcularse de nuevo cuando cambia alguna
opción de la cabecera, como puede ser el tiempo de
vida. Tamaño: 16 bit
La Dirección de origen contiene la dirección del host que
envía el paquete. Tamaño: 32 bit.
La Dirección de destino: Esta dirección es la del host que
recibirá la información. Losrouters o gateways intermedios
deben conocerla para dirigir correctamente el
paquete.Tamaño: 32 bit.

LA DIRECCIÓN DE INTERNET

El protocolo IP identifica a cada ordenador que se encuentre
conectado a la red mediante su correspondiente dirección.
Esta dirección es un número de 32 bit que debe ser único
para cadahost, y normalmente suele representarse como
cuatro cifras de 8 bit separadas por puntos.
La dirección de Internet (IP Address) se utiliza para
identificar tanto al ordenador en concreto como la red a la
que pertenece, de manera que sea posible distinguir a los
ordenadores que se encuentran conectados a una misma red.

Con este propósito, y teniendo en cuenta que en Internet se
encuentran conectadas redes de tamaños muy diversos, se
establecieron tres clases diferentes de direcciones, las cuales
se representan mediante tres rangos de valores:
o Clase A: Son las que en su primer
byte tienen un valor comprendido
entre 1 y 126, incluyendo ambos
valores. Estas direcciones utilizan
únicamente este primer byte para
identificar la red, quedando los
otros tres bytes disponibles para
cada uno de los hosts que
pertenezcan a esta misma red. Esto
significa que podrán existir más de
dieciséis millones de ordenadores
en cada una de las redes de esta
clase. Este tipo de direcciones es
usado por redes muy extensas, pero
hay que tener en cuenta que sólo
puede haber 126 redes de este
tamaño. ARPAnet es una de ellas,
existiendo además algunas grandes
redes comerciales, aunque son
pocas las organizaciones que
obtienen una dirección de "clase
A". Lo normal para las grandes
organizaciones es que utilicen una o
varias redes de "clase B".
o Clase B: Estas direcciones utilizan
en su primer byte un valor

comprendido entre 128 y 191,
incluyendo ambos. En este caso el
identificador de la red se obtiene de
los dos primeros bytes de la
dirección, teniendo que ser un valor
entre 128.1 y 191.254 (no es
posible utilizar los valores 0 y 255
por tener un significado especial).
Los dos últimos bytes de la
dirección constituyen el
identificador del host permitiendo,
por consiguiente, un número
máximo de 64516 ordenadores en la
misma red. Este tipo de direcciones
tendría que ser suficiente para la
gran mayoría de las organizaciones
grandes. En caso de que el número
de ordenadores que se necesita
conectar fuese mayor, sería posible
obtener más de una dirección de
"clase B", evitando de esta forma el
uso de una de "clase A".

o Clase C: En este caso el valor del
primer byte tendrá que estar
comprendido entre 192 y 223,
incluyendo ambos valores. Este
tercer tipo de direcciones utiliza los
tres primeros bytes para el número
de la red, con un rango desde

192.1.1 hasta 223.254.254. De esta
manera queda libre un byte para
el host, lo que permite que se
conecten un máximo de 254
ordenadores en cada red. Estas
direcciones permiten un menor
número de host que las anteriores,
aunque son las más numerosas
pudiendo existir un gran número
redes de este tipo (más de dos
millones).

Tabla de direcciones IP de Internet.

Clase Primer Identificación Identificación Número Número
byte de red de hosts de redes de hosts

A 1 .. 126 1 byte 3 byte 126 16.387.064

B 128 .. 191 2 byte 2 byte 16.256 64.516

C 192 .. 223 3 byte 1 byte 2.064.512 254

En la clasificación de direcciones anterior se puede notar que
ciertos números no se usan. Algunos de ellos se encuentran
reservados para un posible uso futuro, como es el caso de las
direcciones cuyo primer byte sea superior a 223 (clases D y
E, que aún no están definidas), mientras que el valor 127 en
el primer byte se utiliza en algunos sistemas para propósitos

especiales. También es importante notar que los valores 0 y
255 en cualquier byte de la dirección no pueden usarse
normalmente por tener otros propósitos específicos.
El número 0 está reservado para las máquinas que no
conocen su dirección, pudiendo utilizarse tanto en la
identificación de red para máquinas que aún no conocen el
número de red a la que se encuentran conectadas, en la
identificación de host para máquinas que aún no conocen su
número de host dentro de la red, o en ambos casos.
El número 255 tiene también un significado especial, puesto
que se reserva para el broadcast. El broadcast es necesario
cuando se pretende hacer que un mensaje sea visible para
todos los sistemas conectados a la misma red. Esto puede ser
útil si se necesita enviar el mismo datagrama a un número
determinado de sistemas, resultando más eficiente que enviar
la misma información solicitada de manera individual a cada
uno. Otra situación para el uso debroadcast es cuando se
quiere convertir el nombre por dominio de un ordenador a su
correspondiente número IP y no se conoce la dirección del
servidor de nombres de dominio más cercano.
Lo usual es que cuando se quiere hacer uso del broadcast se
utilice una dirección compuesta por el identificador normal
de la red y por el número 255 (todo unos en binario) en cada
byte que identifique al host. Sin embargo, por conveniencia
también se permite el uso del número 255.255.255.255 con
la misma finalidad, de forma que resulte más simple referirse
a todos los sistemas de la red.
El broadcast es una característica que se encuentra
implementada de formas diferentes dependiendo del medio
utilizado, y por lo tanto, no siempre se encuentra disponible.

En ARPAnet y en las líneas punto a punto no es posible
enviar broadcast, pero sí que es posible hacerlo en las
redes Ethernet, donde se supone que todos los ordenadores
prestarán atención a este tipo de mensajes.
En el caso de algunas organizaciones extensas puede surgir
la necesidad de dividir la red en otras redes más pequeñas
(subnets). Como ejemplo podemos suponer una red de clase
B que, naturalmente, tiene asignado como identificador de
red un número de dos bytes. En este caso sería posible
utilizar el tercer byte para indicar en qué red Ethernet se
encuentra un host en concreto. Esta división no tendrá
ningún significado para cualquier otro ordenador que esté
conectado a una red perteneciente a otra organización,
puesto que el tercer byte no será comprobado ni tratado de
forma especial. Sin embargo, en el interior de esta red
existirá una división y será necesario disponer de un
software de red especialmente diseñado para ello. De esta
forma queda oculta la organización interior de la red, siendo
mucho más cómodo el acceso que si se tratara de varias
direcciones de clase C independientes.

o T
C
P
:
Una entidad de transporte TCP acepta mensajes de longitud
arbitrariamente grande procedentes de los procesos de
usuario, los separa en pedazos que no excedan de 64K

octetos y, transmite cada pedazo como si fuera un datagrama
separado. La capa de red, no garantiza que los datagramas se
entreguen apropiadamente, por lo que TCP deberá utilizar
temporizadores y retransmitir los datagramas si es necesario.
Los datagramas que consiguen llegar, pueden hacerlo en
desorden; y dependerá de TCP el hecho de reensamblarlos
en mensajes, con la secuencia correcta.
Cada octeto de datos transmitido por TCP tiene su propio
número de secuencia privado. El espacio de números de
secuencia tiene una extensión de 32 bits, para asegurar que
los duplicados antiguos hayan desaparecidos, desde hace
tiempo, en el momento en que los números de secuencia den
la vuelta. TCP, sin embargo, sí se ocupa en forma explícita
del problema de los duplicados retardados cuando intenta
establecer una conexión, utilizando el protocolo de ida-
vuelta-ida para este propósito.
En la figura 2 se muestra la cabecera que se utiliza en TCP.
La primera cosa que llama la atención es que la cabecera
mínima de TCP sea de 20 octetos. A diferencia de la clase 4
del modelo OSI, con la cual se puede comparar a grandes
rasgos, TCP sólo tiene un formato de cabecera de
TPDU(llamadas mensajes). Enseguida se analizará
minuciosamente campo por campo, esta gran cabecera. Los
campos Puerto fuente y Puerto destino identifican los puntos
terminales de la conexión(las direcciones TSAP de acuerdo
con la terminología del modelo OSI). Cada hostal deberá
decidir por sí mismo cómo asignar sus puertos.
Los campos Numero de secuencia y Asentimiento en
superposición efectúan sus funciones usuales. Estos tienen

una longitud de 32 bits, debido a que cada octeto de datos
está numerado en TCP.
La Longitud de la cabecera TCP indica el número de
palabra de 32 bits que están contenidas en la cabecera de
TCP. Esta información es necesaria porque el
campo Opciones tiene una longitud variable, y por lo tanto la
cabecera también.
Después aparecen seis banderas de 1 bit. Si el Puntero
acelerado se está utilizando, entonces URG se coloca a 1. El
puntero acelerado se emplea para indicar un desplazamiento
en octetos a partir del número de secuencia actual en el que
se encuentran datos acelerados. Esta facilidad se brinda en
lugar de los mensajes de interrupción. El bit SYN se utiliza
para el establecimiento de conexiones. La solicitud de
conexión tiene SYN=1 y ACK=0, para indicar que el campo
de asentimiento en superposición no se está utilizando. La
respuesta a la solicitud de conexión si lleva un asentimiento,
por lo que tiene SYN=1 y ACK=1. En esencia, el bit SYN se
utiliza para denotar las TPDU CONNECTION REQUEST Y
CONNECTION CONFIRM, con el bit ACK utilizado para
distinguir entre estas dos posibilidades. El bit FIN se utiliza
para liberar la conexión; especifica que el emisor ya no tiene
más datos. Después de cerrar una conexión, un proceso
puede seguir recibiendo datos indefinidamente. El bit RST se
utiliza para reiniciar una conexión que se ha vuelto confusa
debido a SYN duplicados y retardados, o a caída de los
hostales. El bit EOM indica el Fin del Mensaje.
El control de flujo en TCP se trata mediante el uso de
una ventana deslizante de tamaño variable. Es necesario
tener un campo de 16 bits, porque la ventana indica el

número de octetos que se pueden transmitir más allá del
octeto asentido por el campo ventana y no cuántas TPDU.
El código de redundancia también se brinda como un factor
de seguridad extrema. El algoritmo de código de
redundancia consiste en sumar simplemente todos los datos,
considerados como palabras de 16 bits, y después tomar el
complemento a 1 de la suma.
El campo de Opciones se utiliza para diferentes cosas, por
ejemplo para comunicar tamaño de tampones durante el
procedimiento de establecimiento.

EN QUE SE UTILIZA TCP/IP

Muchas grandes redes han sido implementadas con estos
protocolos, incluyendo DARPA Internet "Defense Advanced
Research Projects Agency Internet", en español, Red de la
Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de
Defensa. De igual forma, una gran variedad de
universidades, agencias gubernamentales y empresas de
ordenadores, están conectadas mediante los protocolos
TCP/IP. Cualquier máquina de la red puede comunicarse con
otra distinta y esta conectividad permite enlazar redes
físicamente independientes en una red virtual llamada
Internet. Las máquinas en Internet son denominadas "hosts"
o nodos.
TCP/IP proporciona la base para muchos servicios útiles,
incluyendo correo electrónico, transferencia de ficheros y
login remoto.

El correo electrónico está diseñado para transmitir ficheros
de texto pequeños. Las utilidades de transferencia sirven
para transferir ficheros muy grandes que contengan
programas o datos. También pueden proporcionar chequeos
de seguridad controlando las transferencias.
El login remoto permite a los usuarios de un ordenador
acceder a una máquina remota y llevar a cabo una sesión
interactiva.
SIMILITUDES Y DIFERENCIAS
ENTRE LA
CLASE 4 DEL MODELO OSI Y TCP

El protocolo de transporte de clase 4 del modelo OSI (al que
con frecuencia se le llama TP4), y TCP tienen numerosas
similitudes, pero también algunas diferencias. A
continuación se dan a conocer los puntos en que los dos
protocolos son iguales. Los dos protocolos están diseñados
para proporcionar un servicio de transporte seguro, orientado
a conexión y de extremo a extremo, sobre una red insegura,
que puede perder, dañar, almacenar y duplicar paquetes. Los
dos deben enfrentarse a los peores problemas como sería el
caso de una subred que pudiera almacenar una secuencia
válida de paquetes y más tarde volviera a entregarlos.
Los dos protocolos también son semejantes por el hecho de
que los dos tienen una fase de establecimiento de conexión,
una fase de transferencia de datos y después una fase de
liberación de la conexión. Los conceptos generales del
establecimiento, uso y liberación de conexiones también son

similares, aunque difieren en algunos detalles. En particular,
tanto TP4 como TCP utilizan la comunicación ida-vuelta-ida
para eliminar las dificultades potenciales ocasionadas por
paquetes antiguos que aparecieran súbitamente y pudiesen
causar problemas.
Sin embargo, los dos protocolos también presentan
diferencias muy notables, las cuales se pueden observar en la
lista que se muestra en la figura 3. Primero, TP4 utiliza
nueve tipos diferentes de TPDU, en tanto que TCP sólo tiene
uno. Esta diferencia trae como resultado que TCP sea más
sencillo, pero al mismo tiempo también necesita una
cabecera más grande, porque todos los campos deben estar
presentes en todas las TPDU. El mínimo tamaño de la
cabecera TCP es de 20 octetos; el mínimo tamaño de la
cabecera TP4 es de 5 octetos. Los dos protocolos permiten
campos opcionales, que pueden incrementar el tamaño de las
cabeceras por encima del mínimo permitido.

CARACTERÍSTICA OSI TP4 TCP
Numero de tipos de TPDU 9 1
Fallo de Conexión 2 conexiones 1 conexión
Formato de direcciones No está 32 bits
definido
Calidad de servicio Extremo abierto Opciones
específicas
Datos del usuario en CR Permitido No permitido
Flujo Mensajes Octetos
Datos importantes Acelerados Acelerados
Superposición No Sí

Control de flujo explícito Algunas veces Siempre
Número de subsecuencia Permitidos No Permitido
Liberación Abrupta Ordenada
Figura 3: Diferencias entre el protocolo tp4 del modelo OSI y TCP

Una segunda diferencia es con respecto a lo que sucede
cuando los dos procesos, en forma simultánea, intentan
establecer conexiones entre los mismos dos TSAP (es decir,
una colisión de conexiones). Con TP4 se establecen dos
conexiones duplex independientes; en tanto que con TCP,
una conexión se identifica mediante un par de TSAP, por lo
que solamente se establece una conexión.
Una tercera diferencia es con respecto al formato de
direcciones que se utiliza. TP4 no especifica el formato
exacto de una dirección TSAP; mientras que TCP utiliza
números de 32 bits.
El concepto de calidad de servicio también se trata en forma
diferente en los dos protocolos, constituyendo la cuarta
diferencia. TP4 tiene un mecanismo de extremo abierto,
bastante elaborado, para una negociación a tres bandas sobre
la calidad de servicio. Esta negociación incluye al proceso
que hace la llamada, al proceso que es llamado y al mismo
servicio de transporte. Se pueden especificar muchos
parámetros, y pueden proporcionarse los valores: deseado y
mínimo aceptable. A diferencia de esto, TCP no tiene ningún
campo de calidad de servicio, sino que el servicio subyacente
IP tiene un campo de 8 bits, el cual permite que se haga una
relación a partir de un número limitado de combinaciones de
velocidad y seguridad.
Una quinte diferencia es que TP4 permite que los datos del
usuario sean transportados en la TPDU CR, pero TCP no

permite que los datos del usuario aparezcan en la TPDU
inicial. El dato inicial (como por ejemplo, una contraseña),
podría ser necesario para decidir si se debe, o no, establecer
una conexión. Con TCP no es posible hacer que el
establecimiento dependa de los datos del usuario.
Las cuatro diferencias anteriores se relacionan con la fase de
establecimiento de la conexión. Las cinco siguientes se
relacionan con la fase de transferencia de datos. Una
diferencia básica es el modelo del transporte de datos. El
modelo TP4 es el de una serie de mensajes ordenados
(correspondientes a las TSDU en la terminología OSI). El
modelo TCP es el de un flujo continuo de octetos, sin que
haya ningún límite explícito entre mensajes. En la práctica,
sin embargo, el modelo TCP no es realmente un flujo puro
de octetos, porque el procedimiento de biblioteca
denominado push puede llamarse para sacar todos los datos
que estén almacenados, pero que todavía no se hayan
transmitido. Cuando el usuario remoto lleva a cabo una
operación de lectura, los datos anteriores y posteriores al
push no se combinarán, por lo que, en cierta forma un push
podría penarse como si definiesen una frontera entre
mensajes.
La séptima diferencia se ocupa de cómo son tratados los
datos importantes que necesitan de un procesamiento
especial (como los caracteres BREAK). TP4 tiene dos flujos
de mensajes independientes, los datos normales y los
acelerados multiplexados de manera conjunta. En cualquier
instante únicamente un mensaje acelerado puede estar activo.
TCP utiliza el campo Acelerado para indicar que cierta

cantidad de octetos, dentro de la TPDU actualmente en uso,
es especial y debería procesarse fuera de orden.
La octava diferencia es la ausencia del concepto de
superposición en TP4 y su presencia en TCP. Esta diferencia
no es tan significativa como al principio podría parecer, dado
que es posible que una entidad de transporte ponga dos
TPDU, por ejemplo, DT y AK en un único paquete de red.
La novena diferencia se relaciona con la forma como se trata
el control de flujo. TP4 puede utilizar un esquema de crédito,
pero también se puede basar en el esquema de ventana de la
capa de red para regular el flujo. TCP siempre utiliza un
mecanismo de control de flujo explícito con el tamaño de la
ventana especificado en cada TPDU.
La décima diferencia se relaciona con este esquema de
ventana. En ambos protocolos el receptor tiene la capacidad
de reducir la ventana en forma voluntaria. Esta posibilidad
genera potencialmente problemas, si el otorgamiento de una
ventana grande y su contracción subsiguiente llegan en un
orden incorrecto. En TCP no hay ninguna solución para este
problema; en tanto en TP4 éste se resuelve por medio del
número de subsecuencia que está incluido en la contracción,
permitiendo de esta manera que el emisor determine si la
ventana pequeña siguió, o precedió, a la más grande.
Finalmente, la onceava y última diferencia existente entre los
dos protocolos, consiste en la manera como se liberan las
conexiones. TP4 utiliza una desconexión abrupta en la que
una serie de TPDU de datos pueden ser seguidos
directamente por una TPDU DR. Si las TPDU de datos se
llegaran a perder, el protocolo no los podría recuperar y la
información, al final se perdería. TCP utiliza una

comunicación de ida-vuelta-ida para evitar la pérdida de
datos en el momento de la desconexión. El modelo OSI trata
este problema en la capa de sesión. Es importante hacer
notar que la Oficina Nacional de Normalización de Estados
Unidos estaba tan disgustada con esta propiedad de TP4, que
introdujo TPDU adicionales en el protocolo de transporte
para permitir la desconexión sin que hubiera una pérdida de
datos. Como consecuencia de esto, las versiones de Estados
Unidos y la internacional de TP4 son diferentes.
Es importante señalar que el protocolo IP explicado
anteriormente, o mejor dicho la versión de éste es la más
utilizada actualmente, pero hace muy poco tiempo salió una
nueva versión llamada la número 6. Las diferencias no son
muchas, pero mejoran muchos aspectos de la antigua, ésta no
es muy utilizada, pero creemos que es necesario explicar
como funciona, para poder hacer una comparación con la
antigua. A continuación la trataremos.

LA NUEVA VERSIÓN DE IP (IPng)

La nueva versión del protocolo IP recibe el nombre de IPv6,
aunque es también conocido comúnmente como IPng
(Internet Protocol Next Generation). El número de versión
de este protocolo es el 6 (que es utilizada en forma mínima)
frente a la antigua versión utilizada en forma mayoritaria.
Los cambios que se introducen en esta nueva versión son
muchos y de gran importancia, aunque la transición desde la
versión antigua no debería ser problemática gracias a las
características de compatibilidad que se han incluido en el

protocolo. IPng se ha diseñado para solucionar todos los
problemas que surgen con la versión anterior, y además
ofrecer soporte a las nuevas redes de alto rendimiento (como
ATM, Gigabit Ethernet, etc.)
Una de las características más llamativas es el nuevo sistema
de direcciones, en el cual se pasa de los 32 a los 128 bit,
eliminando todas las restricciones del sistema actual. Otro de
los aspectos mejorados es la seguridad, que en la versión
anterior constituía uno de los mayores problemas. Además,
el nuevo formato de la cabecera se ha organizado de una
manera más efectiva, permitiendo que las opciones se sitúen
en extensiones separadas de la cabecera principal.

Formato de la cabecera.
El tamaño de la cabecera que el protocolo IPv6 añade a los
datos es de 320 bit, el doble que en la versión antigua. Sin
embargo, esta nueva cabecera se ha simplificado con
respecto a la anterior. Algunos campos se han retirado de la
misma, mientras que otros se han convertido en opcionales
por medio de las extensiones. De esta manera los routers no
tienen que procesar parte de la información de la cabecera, lo
que permite aumentar de rendimiento en la transmisión. El
formato completo de la cabecera sin las extensiones es el
siguiente:
o Versión: Número de versión del
protocolo IP, que en este caso
contendrá el valor 6. Tamaño: 4 bit.
o Prioridad: Contiene el valor de la
prioridad o importancia del paquete

que se está enviando con respecto a
otros paquetes provenientes de la
misma fuente.Tamaño: 4 bit.
o Etiqueta de flujo: Campo que se
utiliza para indicar que el paquete
requiere un tratamiento especial por
parte de los routers que lo
soporten. Tamaño: 24 bit.
o Longitud: Es la longitud en bytes
de los datos que se encuentran a
continuación de la
cabecera. Tamaño: 16 bit.
o Siguiente cabecera: Se utiliza para
indicar el protocolo al que
corresponde la cabecera que se sitúa
a continuación de la actual. El valor
de este campo es el mismo que el
de protocolo en la versión 4 de
IP. Tamaño: 8 bit.
o Límite de existencia: Tiene el
mismo propósito que el campo de la
versión 4, y es un valor que
disminuye en una unidad cada vez
que el paquete pasa por un
nodo. Tamaño:8 bit.
o Dirección de origen: El número de
dirección del host que envía el
paquete. Su longitud es cuatro
veces mayor que en la versión
4. Tamaño: 128 bit.

o Dirección de destino: Número de
dirección de destino, aunque puede
no coincidir con la dirección
del host final en algunos casos. Su
longitud es cuatro veces mayor que
en la versión 4 del protocolo
IP. Tamaño: 128 bit.

Organización de la cabecera IPv6.

Prioridad Etiqueta de flujo
Versión
Siguiente
Límite de
Longitud
existencia
Cabecera
Dirección de origen

Dirección de destino

Las extensiones que permite añadir esta versión del
protocolo se sitúan inmediatamente después de la cabecera
normal, y antes de la cabecera que incluye el protocolo de
nivel de transporte. Los datos situados en cabeceras
opcionales se procesan sólo cuando el mensaje llega a su
destino final, lo que supone una mejora en el rendimiento.
Otra ventaja adicional es que el tamaño de la cabecera no
está limitado a un valor fijo de bytes como ocurría en la
versión 4.

Por razones de eficiencia, las extensiones de la cabecera
siempre tienen un tamaño múltiplo de 8 bytes. Actualmente
se encuentran definidas extensiones para routing extendido,
fragmentación y ensamblaje, seguridad, confidencialidad de
datos, etc.

Direcciones en la versión 6.
El sistema de direcciones es uno de los cambios más
importantes que afectan a la versión 6 del protocolo IP,
donde se han pasado de los 32 a los 128 bit (cuatro veces
mayor). Estas nuevas direcciones identifican a un interfaz o
conjunto de interfaces y no a un nodo, aunque como cada
interfaz pertenece a un nodo, es posible referirse a éstos a
través de su interfaz.
El número de direcciones diferentes que pueden utilizarse
con 128 bits es enorme. Teóricamente serían 2128 direcciones
posibles, siempre que no apliquemos algún formato u
organización a estas direcciones. Este número es
extremadamente alto, pudiendo llegar a soportar más de
665.000 trillones de direcciones distintas por cada metro
cuadrado de la superficie del planeta Tierra. Según diversas
fuentes consultadas, estos números una vez organizados de
forma práctica y jerárquica quedarían reducidos en el peor de
los casos a 1.564 direcciones por cada metro cuadrado, y
siendo optimistas se podrían alcanzar entre los tres y cuatro
trillones.
Existen tres tipos básicos de direcciones IPng según se
utilicen para identificar a un interfaz en concreto o a un
grupo de interfaces. Los bits de mayor peso de los que

componen la dirección IPng son los que permiten distinguir
el tipo de dirección, empleándose un número variable de bits
para cada caso. Estos tres tipos de direcciones son:
o Direcciones unicast: Son las
direcciones dirigidas a un único
interfaz de la red. Las
direcciones unicast que se
encuentran definidas actualmente
están divididas en varios grupos.
Dentro de este tipo de direcciones
se encuentra también un formato
especial que facilita la
compatibilidad con las direcciones
de la versión 4 del protocolo IP.
o Direcciones anycast: Identifican a
un conjunto de interfaces de la red.
El paquete se enviará a un interfaz
cualquiera de las que forman parte
del conjunto. Estas direcciones son
en realidad direcciones unicast que
se encuentran asignadas a varios
interfaces, los cuales necesitan ser
configurados de manera especial. El
formato es el mismo que el de las
direcciones unicast.
o Direcciones multicast: Este tipo de
direcciones identifica a un conjunto
de interfaces de la red, de manera
que el paquete es enviado a cada
una de ellos individualmente.

Las direcciones de broadcast no están implementadas en esta
versión del protocolo, debido a que esta misma función
puede realizarse ahora mediante el uso de las
direcciones multicast.

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