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Modelo TCP/IP

Taller de Mantenimiento III

Equipo de INFOEDUKA

¿Que es el Modelo TCP/IP?

Es un modelo de descripción de protocolos de red creado en la década de 1970 por DARPA, describe un conjunto de guías generales de diseño e implementación de protocolos de red específicos para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red.

TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando como los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario.

Comparación de TCP/IP con OSI

MODELO TCP / IP

Técnico en Redes

MODELO TCP / IP

El modelo TCP / IP mas ampliamente aceptado es el que maneja 4 capas de acuerdo con el RFC 1122

de la IETF y autores como Tanembaum (algunos autores separan una capa Física como 5ª capa)

Nivel 1: Acceso a la red (NAL o Link Layer)

Contiene los protocolos que el equipo utiliza para proporcionar datos a otras computadoras y dispositivos conectados a la red. Los protocolos en esta capa realizan 3 funciones:Definen la forma de utilizar la red para transmitir una trama (FRAME): estructura del paquete, tamaño máximo de trama, y sistema de dirección física utilizado.Intercambian datos entre el ordenador y la red física.Para entregar los datos en la red local, los protocolos de acceso de capa de red utilizan las direcciones físicas de los nodos en la red. Una dirección física se almacena en la tarjeta de red de una computadora u otro dispositivo, y es un valor que es "codificado" en la tarjeta adaptadora por el fabricante.

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Dirección MAC (Media Access Control; "control de acceso al medio") es un identificador de 48 bits

(6 bloques hexadecimales) que corresponde de forma única a una tarjeta o dispositivo de red. Se conoce también como dirección física, y es única

para cada dispositivo. Está determinada y configurada por el IEEE (los últimos 24 bits) y el

fabricante (los primeros 24 bits)

Nivel 1: Acceso a la red (NAL o Link Layer)

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Nivel 2: Internet

Esta capa es responsable del enrutamiento (o RUTEO) de mensajes a través de la interred. Los protocolos de esta capa proporcionan un servicio de DATAGRAMAS = paquetes de información que tienen un encabezado (Header), datos, y un Trailer. El encabezado contiene información, como la dirección de destino, también puede contener otra información, tales como la dirección de origen y las etiquetas de seguridad. El trailer normalmente contiene un valor de suma de comprobación (checksum), que se utiliza para asegurar que los datos no son modificados en tránsito.

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Nivel 2: Internet

Una vez que un mensaje es enviado o recibido, el servicio «no tiene memoria» de la entidad con la que se comunicaba. Si esta memoria es necesaria, los protocolos de la capa de transporte host to host se encargan. La capacidad de retransmitir los datos y comprobar los errores es mínima o inexistente en los servicios de datagrama. Si el servicio que recibe detecta un error de transmisión (utilizando el valor del checksum) el datagrama, simplemente se ignora (DROP) sin notificar a las capas superiores.

El principal protocolo utilizado es IP (Internet Protocol).

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Nivel 3: Transporte

Capacidad de transferencia de extremo a extremo de mensajes, independientemente de la red subyacente, junto con el control de errores, la segmentación, control de flujo, control de congestión, y direccionamiento de aplicaciones (números de puerto). Las transmisiones pueden ser: Orientado a la conexión = Transmission Control Protocol (TCP)Sin conexión implementado en el User Datagram Protocol (UDP).

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Nivel 3: Transporte

TCP es un protocolo orientado a la conexión que se ocupa de numerosas cuestiones fiabilidad para proporcionar un flujo de bytes confiable:Que los datos llegan en ordenQue los datos tengan un error mínimoLos datos duplicados se descartanLos paquetes perdidos/descartados se vuelven a enviarControl de la congestión del tráfico

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Nivel 3: Transporte

UDP es un protocolo de datagramas sin conexión. Al igual que IP, es "no fiable", de mejor esfuerzo. Se utiliza normalmente para aplicaciones como el

streaming (audio, video, voz sobre IP, etc) donde la la llegada a tiempo es más importante que la

fiabilidad, o para la simple consulta / respuesta de las aplicaciones como las búsquedas de DNS.

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Nivel 4: Aplicación

Proporciona funciones para los usuarios o de sus programas, y es altamente específico de aplicación.

También gestiona las sesiones (conexiones) entre las aplicaciones. En TCP/IP las sesiones no pueden definirse como una capa separada, y estas funciones son realizadas por la capa de transporte de host a host. En lugar de utilizar el término "sesión", TCP / IP utiliza los términos «socket» y «puerto» para describir la ruta de acceso (o circuito virtual) sobre el que se comunican las aplicaciones.

Los protocolos más utilizados con TCP en el nivel 4 son: TELNET, FTP, HTTP y SMTP, sobre el que a su vez se apoya MIME. Y el más utilizado con UDP en el nivel 4 es SMNP.

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Estructura y FuncionamientoProtocolo TCP /IP

Encabezado del Datagrama

Área de Datos del Datagrama IP

Encabezado de la Trama

Área de Datos de la Trama Final de la Trama

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Estructura y Funcionamiento del Protocolo TCP /IP

0 10 20 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 3 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

VERS(4 bits)

HLEN(4 bits)

Tipo de servicio(8 bits)

Longitud total(16 bits)

Identificación (16 bits)Banderas

(3 bits)Desplazamiento de fragmento (13 bits)

TTL (8 bits) Protocolo (8 bits) CRC de cabecera (16 bits)

Dirección IP origen (32 bits)

Dirección IP destino (32 bits)

Opciones IP (si las hay) Relleno (padding)

Datos

...

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Campos del Datagrama IP

VERS (4 bits). Indica la versión del protocolo IP que se utilizó para crear el datagrama. Actualmente se utiliza la versión 4 (IPv4) aunque ya se están preparando las especificaciones de la siguiente versión, la 6 (IPv6).

HLEN (4 bits). Longitud de la cabecera expresada en múltiplos de 32 bits. El valor mínimo es 5, correspondiente a 160 bits = 20 bytes.

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Campos del Datagrama IPTipo de servicio (Type Of Service) 8 bits :

Prioridad (3 bits). Un valor de 0 indica baja prioridad y un valor de 7, prioridad máxima.

Siguientes 3 bits = ¿cómo se transmite el mensaje?

Bit D (Delay). Solicita retardos cortos (enviar rápido). Bit T (Throughput). Solicita un alto rendimiento (enviar

mucho en el menor tiempo posible). Bit R (Reliability). Solicita que se minimice la probabilidad

de que el datagrama se pierda o resulte dañado (enviar bien).

Los siguientes dos bits no tienen uso.

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Campos del Datagrama IPLongitud total (16 bits). Indica la longitud total del datagrama expresada en bytes. Como el campo tiene 16 bits, la máxima longitud posible de un datagrama será de 65535 bytes (2 16).

Identificación (16 bits). Número de secuencia que junto a la dirección origen, dirección destino y el protocolo utilizado identifica de manera única un datagrama en toda la red. Si se trata de un datagrama fragmentado, llevará la misma identificación que el resto de fragmentos.

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Banderas o indicadores (3 bits). Sólo 2 bits de los 3 bits disponibles están actualmente utilizados. El bit de Más fragmentos (MF) indica que no es el último datagrama. Y el bit de No fragmentar (NF) prohíbe la fragmentación del datagrama. Si este bit está activado y en una determinada red se requiere fragmentar el datagrama, éste no se podrá transmitir y se descartará.

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Desplazamiento de fragmentación (13 bits). Indica el lugar en el cual se insertará el fragmento actual dentro del datagrama completo, medido en unidades de 64 bits. Por esta razón los campos de datos de todos los fragmentos menos el último tienen una longitud múltiplo de 64 bits. Si el paquete no está fragmentado, este campo tiene el valor de cero.

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Tiempo de vida o TTL (8 bits). Número máximo de segundos que puede estar un datagrama en la red de redes. Cada vez que el datagrama atraviesa un router se resta 1 a este número. Cuando llegue a cero, el datagrama se descarta y se devuelve un mensaje ICMP de tipo "tiempo excedido" para informar al origen de la incidencia.

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Protocolo (8 bits). Indica el protocolo utilizado en el campo de datos: 1 para ICMP, 2 para IGMP, 6 para TCP y 17 para UDP.

CRC cabecera (16 bits). Contiene la suma de comprobación de errores sólo para la cabecera del datagrama. La verificación de errores de los datos corresponde a las capas superiores.

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Dirección origen (32 bits). Contiene la dirección IP del origen. Dirección destino (32 bits). Contiene la dirección IP del destino. Opciones IP. Este campo no es obligatorio y especifica las distintas opciones solicitadas por el usuario que envía los datos (generalmente para pruebas de red y depuración).

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Relleno. Si las opciones IP (en caso de existir) no ocupan un múltiplo de 32 bits, se completa con bits adicionales hasta alcanzar el siguiente múltiplo de 32 bits (recuérdese que la longitud de la cabecera tiene que ser múltiplo de 32 bits).

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FragmentaciónLas tramas físicas tienen un campo de datos y es aquí donde se transportan los datagramas IP. Sin embargo, este campo de datos no puede tener una longitud indefinida debido a que está limitado por el diseño de la red. El MTU de una red es la mayor cantidad de datos que puede transportar su trama física.

El MTU de las redes Ethernet es 1500 bytes y el de las redes Token-Ring, 8192 bytes. Esto significa que una red Ethernet nunca podrá transportar un datagrama de más de 1500 bytes sin fragmentarlo.

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