TCP/IP, qué es y cómo funciona

TCP/IP es un modelo de comunicaciones, un conjunto de protocolos en los que se basa el funcionamiento de Internet prácticamente desde sus inicios. Todas las comunicaciones que se realizan a día de hoy desde tu teléfono móvil, tu ordenador o tu televisión está basado en el modelo TCP/IP, y a continuación vamos a revisar todos los detalles de este modelo para que sepas cómo funciona.

Habitualmente llamamos TCP/IP a este conjunto de protocolos, aunque aparte del protocolo TCP e IP hay otros protocolos involucrados en las comunicaciones basadas en este modelo.

El modelo TCP/IP describe cómo intercambiar datos por Internet proporcionando comunicaciones de extremo a extremo, detallando cómo desglosar los datos en paquetes, cómo identificar las direcciones de cada elemento, cómo se transmiten los datos, como se enrutan a través de otros dispositivos de red o cómo se reciben en el extremo de destino. TCP/IP no necesita ninguna gestión centralizada, y está diseñado para disponer de redes confiables y con la capacidad de recuperarse automáticamente de un fallo de cualquier dispositivo en la red.

Los dos protocolos principales de este modelo, aunque no los únicos son:

• TCP: este protocolo define cómo las aplicaciones crean canales de comunicación a través de una red. También gestiona cómo los datos son divididos en paquetes/datagramas más pequeños antes de transmitirse por la red, y cómo unirlos de nuevo cuando son recibidos por el otro extremo.
• IP: Este protocolo define cómo direccionar y enrutar cada paquete a través de la red para llegar al dispositivo de destino. Los routers o gateways intermedios revisan la dirección destino de cada paquete, para enrutarlo por el enlace adecuado. Aquí tienes un artículo con todos los detalles del protocolo IP.

La historia de TCP/IP

El origen del modelo TCP/IP actual está basado en los estudios e implementaciones que se realizaron por la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA) mientras trabajaban en lo que puede considerarse el antecesor de Internet, conocido como ARPANET durante la década de 1970.

Este desarrollo y definición del protocolo TCP/IP se realizó gracias a los trabajos de Vint Cert, Robert Kahn, Larry Roberts y Tim Berners-Lee. El primero, Vint Cert, está considerado como uno de los padres de Internet por sus trabajos de diseño y desarrollo de TCP/IP. Robert Kahn es otro de los padres de Internet por su colaboración en la invención de los protocolos TCP e IP, además de ser el responsable del lanzamiento del programa de Internet en DARPA. Larry Roberts destaca por sus trabajos en ARPANET dentro de DARPA, y por último Tim Berners-Lee es considerado como el inventor de la World Wide Web, es decir el protocolo HTTP y posteriormente se convirtió en Director de la W3C.

El mantenimiento de todos los protocolos utilizados en el modelo TCP/IP y también de otros, es responsabilidad del IETF a día de hoy.

¿Cómo funciona TCP/IP?

TCP/IP, cómo conjunto de protocolos, está considerado de manera general cómo un protocolo sin estado (Stateless). ¿Porqué? Porque cada conexión se puede considerar como una nueva, independiente la anterior conexión, y esto permite que el servidor no necesite almacenar datos de la sesión anterior cuando se generan varias comunicaciones entre los mismos extremos. Ejemplos de protocolos sin estado son el protocolo IP o el protocolo HTTP.

Sin embargo, la capa de transporte con el protocolo TCP, es un protocolo con estado. Es decir, cuando se envía un mensaje, la conexión permanece establecida hasta que todos los paquetes de un mensaje llegan al destino y son unidos de nuevo para formar los datos originales.

Lo más importante que debes conocer sobre el modelo TCP/IP es que no es igual al modelo OSI, un modelo de comunicaciones de referencia para plataformas de red. Es decir, que el modelo OSI no es una implementación en sí, sino un modelo para que se creen otras implementaciones concretas según las necesidades existentes. Por eso, TCP/IP es una implementación basada en el modelo OSI, pero no es igual a éste.

Aquí puedes ver de forma gráfica las diferencias entre el modelo OSI y el modelo TCP/IP:

Como puedes ver, el modelo TCP/IP simplifica el modelo OSI, definiendo los siguientes niveles:

• Nivel 4: capa de aplicación, que proporciona un estándar para el intercambio de datos mediante diferentes protocolos como DNS, NFS, LDAP, SNMP, FTP, …
• Nivel 3: capa de transporte, es el responsable del intercambio de datos de extremo a extremo en las comunicaciones. Los dos más utilizados son TCP y UDP
• Nivel 2: capa de red, es la encargada de gestionar los paquetes y el transporte de los mismos a través de las diferentes redes disponibles. Algunos ejemplos de capa de red son IP, ICMP o GRE
• Nivel 1: capa física/enlace, encargada de la interconexión de cada dispositivo con la red a nivel de enlace. Protocolos de nivel de enlace/físico son PPP, ARP, Ethernet.

Aquí puedes ver un vídeo algo antiguo pero muy entretenido, que explica perfectamente el funcionamiento del modelo TCP/IP y de Internet en general, cómo se envían datos de un extremo al otro, qué pasa cuando se pierde un paquete en la red, … Te recomiendo que lo veas completo, no es muy largo pero es muy completo:

Ventajas de TCP/IP

La aparición del modelo TCP/IP permitió crear un estándar de comunicaciones común y evitar los múltiples modelos existentes, que dificultaban la interconexión entre cada uno de ellos.

TCP/IP es un conjunto de protocolos no propietarios, y por tanto no está controlado por una única compañía.

TCP/IP es compatible con todos los sistemas operativos, y con todos los ordenadores y dispositivos de red.