Este artículo data de diciembre de 2001.

Los protocolos TCP/IP.

Introducción.
Internet es mucho más que una gran red de ordenadores, es un conjunto de tecnologías, que gracias a los protocolos permite que muchos ordenadores de distintas clases y sistemas se comuniquen entre sí con gran eficiencia. Dada la complejidad de internet, entre varios ordenadores existirán distintos enlaces o redes distintas: Ethernet, etc... Por lo tanto no podemos decir que usamos un protocolo, sino una familia entera. Y la familia que permite que Internet sea lo que és, es el TCP/IP.

El protocolo TCP/IP fue diseñado para permitir la interconexión de distintas redes, el mejor ejemplo es las redes unidas mediante encaminadores (routers).
En un ejemplo de redes interconectadas, cada ordenador (host) tiene una dirección física determinada por su tarjeta (adaptador) de red. Se utilizan para comunicar dos ordenadores de la misma red. Para identificar un ordenador, en un conjunto de redes TCP/IP se usan direcciones IP. Y la dirección IP nos revela gran cantidad de información: a que red pertenece, etc.
Cabe destacar que "red" está determinado por las direcciones IP y no con el soporte físico (cables). Podemos tener varias redes en el mismo cableado, y solo ordenadores de la misma red podrán comunicarse entre sí. Un router es un ordenador con varias IP's, una para cada red, que permite el tráfico de paquetes entre sus redes.

Direcciones IP
Es el identificador de cada ordenador dentro de su red. Cada host (ordenador) conectado a una red tiene asignada una IP, distinta de todas las demás, en el grupo de redes reconocible por ese host. Por lo tanto, no pueden existir dos ordenadores con dos IP públicas iguales, pero sí dos ordenadores con la misma IP si pertenecen a redes distintas.
Direcciones públicas: Son visibles en todo internet, una IP pública es accesible desde cualquier otro ordenador, esta es imprescindible para una conexión a internet.
Direcciones privadas: Son accesibles por hosts de la propia red, se usan en intranets. Desde una red privada, un host con dirección privada puede, mediante un router con IP pública, acceder a internet, pero un host con IP pública no puede acceder a una IP privada.

También se clasifican en:
Direcciones estáticas: Un ordenador que se conecte con una dirección pública estática, mostrará siempre la misma dirección IP. Son las que utilizan los servidores de internet, para mayor comodidad.
Direcciones dinámicas: Cada vez que el host se conecte, tendrá dirección distinta. Son las usadas por los modems. Los ISP's las utilizan porque tienen más cientes que direcciones IP.

Las direcciones IP están formadas por 32 bits. Se representan por X.X.X.X donde cada X es un número comprendido entre 0 y 255. Por ejemplo: 130.206.1.3 es la IP estática de RedIRIS.
El número de IP's existentes con este sistema asciende a 4000 millones, pero no todas son válidas. Las IP's no estan aisladas, sino que pertenecen a alguna red. Todas los hosts de una red tienen en común los primeros bits de sus IP's, de forma que las direcciones IP se dividen en dos partes: identificador de red y de host. Dependiendo del número de hosts, las direcciones se dividen en varias clase primarias: A, B y C. La clase D identifica a un grupo de hosts y las clase E son reservadas.
No todas las direcciones son válidas, algunas son reservadas. Por ejemplo:

Bits de red Bits de host Significado Ejemplos
todo ceros Mi host 0.0.0.0
todo ceros

host

 Host dentro de mi red 0.0.0.4
red todo ceros Red indicada 192.168.0.0
todos 1 Difusión a mi red 255.255.255.255
red todo unos Difusión a la red indicada 192.168.1.255
127 cualquier valor Loopback (mi host) 127.0.0.1

El Protocolo IP.
Es el principal protocolo de la red. Define la unidad básica de envio de datos entre el emisor y el receptor. Además, se encarga de elegir la ruta más adecuada. Utiliza un sistema de paquetes que: No es orientado a conexión, porque cada paquete va por la ruta más conveniente, y no es fiable, porque pueden perderse paquetes.

El Protocolo ARP.
En los paquetes IP conocemos la dirección IP de destino, pero necesitamos para entregarlo la dirección física de la máquina, a partir de su IP. Esta es la misión de ARP (protocolo de resolución de direcciones).

El caché ARP.
Cada ordenador tiene almacenada una tabla de direcciones IP y direcciones físicas, cada vez que ARP formula una pregunta y le responden, crea una nueva entraad en la tabla. Para evitar incongruencias en la red, se asigna un tiempo de vida a cada entrada en la tabla.
Estas tablas reducen el tráfico al evitar preguntas innecesarias. Tras una pregunta, el receptor conoce las direcciones IP y física del emisor, por tanto podría insertarlas en su tabla, y todas las estaciones que escuchan la pregunta, hacer lo mismo. Dado que es probable que se comuniquen en el futuro, se habrá reducido tráfico de red aumentando el rendimiento.

El Protocolo ICMP.
Como el protocolo IP no es fiable, el protocolo ICMP (protocolo de mensajes de control y error) se encarga de informar al origen si ha habido fallos durante la entrega, y además transportar mensajes de control.
Únicamente informa de incidencias, pero no toma decisiones, los mensajes ICPM viajan en el campo de datos de un paquete IP. Dada la infiabilidad de los paquetes IP, puede perderse un mernsaje ICMP. Si esto pasa, no se crea otro nuevo, simplemente se descarta.

Ejemplo:
> ping 130.206.1.3 -n 1 Haciendo ping a 130.206.1.3 con 32 bytes de datos:
Respuesta desde 130.206.1.3: bytes=32 tiempo<10ms TDV=246

Utilizando el parámetro '-n 1' decimos que el host envie un mensaje de solicitud de eco, si no se especifica, mandará cuatro.
Si el host de destino no existe, recibimos un mensaje ICPM "Time Exceeded".


>ping 130.206.1.3 -n 1
Haciendo ping a 130.206.1.3 con 32 bytes de datos:
Tiempo de espera agotado.

Si el host de destino no es accesible, el mensaje ICPM será "Host Unreachable".

Diagnóstico de errores.
En una red pequeña
> ping 192.168.0.5
Respuesta: Todo bien
Tiempo de espera agotado: Comprobar el host de destino y el cableado.
Host de destino inaccesible: Comprobar las direcciones y máscaras de subred, porque no pertenecen a la misma red.
Error: Estarán mal instalados los protocolos. Probar el loopback (127.0.0.1) para estar seguros.

(El loopback informa si TPC/IP está instalado, no si la tarjeta está bien).

En una red grande.
>ping 20.5.24.251
Respuesta: Todo bien
Tiempo de espera agotado: Comprobar el host de destino y el cableado entre el primer router y el destino. Para comprobar el router de origen, ping 192.168.1.1
Host de destino inaccesible: Comprobar el primer router y la configuración IP del primero, así como el gateway.
Error: Estarán mal instalados los TCP/IP, probar el loopback.

Puertos.
Un ordenador puede estar conectado a varios servidores, para la distinción de distintas conexiones, se usan los puertos.
Un puerto es un número de 16 bits, y se usan para la transmisión/recepción de mensajes.
Los números de puerto son asignados dinámicamente. Cuando una aplicación quiere comunicarse con un servidor, busca número de puerto y lo usa.
Los puertos tienen un buffer entre la aplicación y la red. Así se va almacenando información hasta que se pueda enviar. Una vez pueda enviarse, la información llega al puerto de destino y se almacena hasta que la aplicación esté lista para su recepción.

— © 2003 Miguel Rodríguez Lago, webmaster —

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