Capas de aplicación y transporte de TCP/IP


Como su nombre lo indica, la capa de transporte de TCP/IP se encarga de transportar datos entre aplicaciones en dispositivos origen y destino. Es esencial contar con una comprensión absoluta de la operación de la capa de transporte para comprender el manejo de datos en las redes modernas. Este módulo describe las funciones y los servicios de esta capa fundamental del modelo de red TCP/IP.

Varias de las aplicaciones de red que se encuentran en la capa de aplicación TCP/IP resultan familiares incluso para los usuarios de red casuales. HTTP, FTP y SMTP, por ejemplo, son siglas que los usuarios de navegadores de Web y los clientes de correo electrónico usan a menudo. Este módulo también describe la función de estas y de otras aplicaciones desde el punto de vista del modelo de red TCP/IP.

Introducción a la capa de transporte
Las tareas principales de la capa de transporte, la Capa 4 del modelo OSI, son transportar y regular el flujo de información desde el origen hasta el destino, de forma confiable y precisa. El control de extremo a extremo y la confiabilidad se suministran a través de ventanas deslizantes, números de secuencia y acuses de recibo.

Para comprender qué son la confiabilidad y el control de flujo, piense en alguien que estudia un idioma extranjero durante un año y luego visita el país en el que se habla ese idioma. Mientras uno conversa, las palabras se deben repetir para que exista confiabilidad y se debe hablar lentamente de modo que el significado de la conversación no se pierda; esto es lo que se denomina control de flujo.

La capa de transporte brinda servicios de transporte desde el host origen hasta el host destino. Establece una conexión lógica entre los puntos de terminación de la red. Los protocolos de la capa de transporte
segmentan y reensamblan los datos mandados por las aplicaciones de capas superiores en el mismo flujo de datos de capa de transporte. Este flujo de datos de la capa de transporte brinda servicios de transporte de extremo a extremo.

El flujo de datos de la capa de transporte es una conexión lógica entre los puntos de terminación de una red. Sus tareas principales son las de transportar y regular el flujo de información desde el origen hasta el destino de forma confiable y precisa. La tarea principal de la Capa 4 es suministrar control de extremo a extremo usando ventanas deslizantes y brindar confiabilidad para los números de secuencia y los acuses de recibo. La capa de transporte define la conectividad de extremo a extremo entre las aplicaciones del host.

Los servicios de transporte incluyen los siguientes servicios básicos:

– Segmentación de los datos de las aplicaciones de capa superior

– Establecimiento de las operaciones de extremo a extremo

– Transporte de segmentos desde un host final a otro host final

– Control de flujo, suministrado por las ventanas deslizantes

– Confiabilidad, suministrada por los números de secuencia y los acuses de recibo

TCP/IP es una combinación de dos protocolos individuales. IP opera en la Capa 3 y es un servicio no orientado a conexión que proporciona una entrega de máximo esfuerzo a través de una red. TCP opera en la Capa 4, y es un servicio orientado a conexión que suministra control de flujo y confiabilidad. Al unir estos protocolos, se suministra una gama de servicios más amplia. De forma conjunta, constituyen la base para un conjunto completo de protocolos que se denomina conjunto de protocolos TCP/IP. La Internet se basa en este conjunto de protocolos TCP/IP.

Control de flujo

A medida que la capa de transporte envía segmentos de datos, trata de garantizar que los datos no se pierdan. Un host receptor que no puede procesar los datos tan rápidamente como llegan puede provocar una pérdida de datos. El host receptor se ve obligado a descartar los datos. El control de flujo evita el problema que se produce cuando un host que realiza la transmisión inunda los buffers del host destinatario. TCP suministra el mecanismo de control de flujo al permitir que el host emisor y el receptor se comuniquen. Luego los dos hosts establecen velocidades de transferencia de datos que sean aceptables para ambos.

Descripción general del establecimiento, mantenimiento y terminación de sesión

Múltiples aplicaciones pueden compartir la misma conexión de transporte en el modelo de referencia OSI. La funcionalidad de transporte se logra segmento por segmento. En otras palabras, esto significa que las distintas aplicaciones pueden enviar segmentos de datos con un sistema basado en el principio “el primero que llega es el primero que se sale”. Los segmentos que llegan primero son los primeros que serán resueltos. Estos segmentos se pueden encaminar hacia el mismo destino o hacia distintos destinos. Varias aplicaciones pueden compartir la misma conexión en el modelos de referencia OSI. Esto se denomina multiplexión de conversaciones de capas superiores. Varias conversaciones simultáneas de las capas superiores se pueden multiplexar en una sola conexión.

Una de las funciones de la capa de transporte es establecer una sesión orientada a conexión entre dispositivos similares en la capa de aplicación. Para que se inicie la transferencia de datos, tanto las aplicaciones emisoras como receptoras informan a sus respectivos sistemas operativos que se iniciará una
conexión. Un nodo inicia la conexión, que debe ser aceptada por el otro. Los módulos de software de protocolo en los dos sistemas operativos se comunican entre sí enviando mensajes a través de la red a fin de verificar que la transferencia esté autorizada y que ambos lados estén preparados.

Después de que se haya establecido toda la sincronización, se establece la conexión y comienza la transferencia de datos. Durante la transferencia, los dos dispositivos siguen comunicándose con su software
de protocolo para verificar que estén recibiendo los datos correctamente.

La Figura muestra una conexión típica entre sistemas emisores y receptores. El primer intercambio de señal solicita la sincronización. El segundo y el tercer intercambio de señales acusan recibo de la petición inicial de sincronización, y sincronizan los parámetros de conexión en sentido opuesto. El segmento final del intercambio de señales es un acuse de recibo que se utiliza para informar al destino que ambos lados aceptan que se ha establecido una conexión. A partir del momento en que se establece la conexión, comienza la transferencia de datos.

Un congestionamiento puede ocurrir durante la transferencia de datos por dos razones:

– Primero, una computadora de alta velocidad es capaz de generar tráfico más rápido que lo que la red tarda en transmitirla.

– Segundo, si varias computadoras requieren mandar datagramnas simultáneamente a un mismo destino, éste puede experimentar un congestionamiento, aunque no se tenga un origen único.

Cuando los datagramas llegan demasiado rápido como para que un host o gateway los procese, se almacenan temporalmente en la memoria. Si el tráfico continúa, tarde o temprano el host o el gateway agota su memoria y debe descartar cualquier otro datagrama que llegue.

En vez de permitir que se pierda la información, el destino puede enviar un mensaje al origen indicando que no está listo (“not ready”). Este indicador, que funciona como una señal de “pare”, indica al emisor que debe dejar de enviar datos. Cuando el receptor está en condiciones de aceptar más datos, envía un indicador de
transporte de “listo”. Cuando recibe este indicador, el emisor puede reanudar la transmisión de segmentos.

Al finalizar la transferencia de datos, el host emisor envía una señal que indica que la transmisión ha finalizado. El host receptor ubicado en el extremo de la secuencia de datos acusa recibo del fin de la transmisión y la conexión se termina.

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Categoría: Conectividad y Redes.




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