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Tema: Modelo TCP/IP y Clases de IPS

¿Qué es TCP/IP?

La definición de TCP/IP es la identificación del grupo de protocolos de red que hacen posible la transferencia de datos en redes, entre equipos informáticos e internet. Las siglas TCP/IP hacen referencia a este grupo de protocolos:

TCP es el Protocolo de Control de Transmisión que permite establecer una conexión y el intercambio de datos entre dos anfitriones. Este protocolo proporciona un transporte fiable de datos.
IP o protocolo de internet, utiliza direcciones series de cuatro octetos con formato de punto decimal (como por ejemplo 75.4.160.25). Este protocolo lleva los datos a otras máquinas de la red.

El modelo TCP/IP permite un intercambio de datos fiable dentro de una red, definiendo los pasos a seguir desde que se envían los datos (en paquetes) hasta que son recibidos. Para lograrlo utiliza un sistema de capas con jerarquías (se construye una capa a continuación de la anterior) que se comunican únicamente con su capa superior (a la que envía resultados) y su capa inferior (a la que solicita servicios).

Capas del modelo TCP/IP

Dentro del modelo TCP/IP existen cuatro niveles o capas que hay que tener en cuenta.

Nivel de enlace o acceso a la red: es la primera capa del modelo y ofrece la posibilidad de acceso físico a la red (que bien puede ser en anillo, ethernet, etc.), especificando el modo en que los datos deben enrutarse independientemente del tipo de red utilizado.
Nivel de red o Internet: proporciona el paquete de datos o datagramas y administra las direcciones IP. (Los datagramas son paquetes de datos que constituyen el mínimo de información en una red). Esta capa es considerada la más importante y engloba protocolos como IP, ARP, ICMP, IGMP y RARP.
Nivel de Transporte: permiten conocer el estado de la transmisión, así como los datos de enrutamiento y utilizan los puertos para asociar un tipo de aplicación con un tipo de dato.
Nivel de Aplicación: es la parte superior del protocolo TCP/IP y suministra las aplicaciones de red tipo Telnet, FTP o SMTP, que se comunican con las capas anteriores (con protocolos TCP o UDP).

Las capas del modelo TCP/IP coinciden con algunas capas del modelo teórico OSI, aunque tienen tareas mucha más diversas. La importancia del protocolo TCP/IP es muy elevada ya que permite que los datos enviados lleguen a su destino sin errores y bajo la misma forma en la que fueron enviados.

Ventajas del modelo TCP/IP

TCP/IP ofrece ventajas significativas respecto a otros protocolos de red. Una de esas ventajas es que es capaz de trabajar sobre una extensa gama de hardware y soporta muchos sistemas operativos (es multiplataforma). Internet está repleto de pequeñas redes con sus propios protocolos por lo que el uso de TCP/IP se ha estandarizado y es posible utilizarlo como protocolo de comunicación entre redes privadas intranet y extranet, facilitando una red más homogénea.
TCP/IP es adecuado tanto para grandes y medianas redes como para redes empresariales o domésticas.
TCP/IP está diseñado para enrutar y además presenta gran compatibilidad con las herramientas estándar para analizar y monitorizar el funcionamiento de una red.
Es el protocolo estándar que se utiliza a nivel mundial para conectarse a internet y a los servidores web.

Desventajas del modelo TCP/IP

No distingue bien entre interfaces, protocolos y servicios lo cual afecta al desarrollo de nuevas tecnologías basadas en TCP/IP-
En redes con bajo volumen de tráfico puede llegar a ser más lento (en redes con mayor volumen de tráfico, que necesiten gran cantidad de enrutamiento, puede ser mucho más rápido).
Cuando se utiliza en servidores de ficheros o servidores de impresión no ofrecen un gran rendimiento.

Es necesario comprender las características principales de la pila de protocolos de Internet TCP/IP para ser capaz de configurar y utilizar configuraciones de red básicas.

¿Qué es una Dirección IP?

Así como al ser ciudadanos contamos con un número único e irrepetible que nos identifica, cada

computadora, smartphone, tablet, o cualquier otro dispositivo electrónico cuentan con uno propio denominado dirección IP (Internet Protocol), el cual está compuesto por cuatro conjuntos de números del 0 al 255 divididos por un punto; un ejemplo podría ser “192.168.1.65”.

Este número permite identificar al dispositivo en una red, es decir, a través de la dirección IP se puede saber qué computadora está solicitando información específica, desde dónde la está solicitando, y ayuda a que sea entregada al destinatario correcto.

¿Qué tipos de Dirección IP existen?

Existen dos tipos de direcciones IP: las privadas y las públicas, que a su vez se pueden subdividir en IPs fijas o dinámicas. Comencemos describiendo la primera clasificación:

Dirección IP Privada

Esta es utilizada para identificar un dispositivo dentro de una red privada, por ejemplo, la que creas al conectar tu smartphone, la impresora, la tablet, y la laptop a una misma red de WiFi en tu hogar, o bien, las redes utilizadas a nivel empresarial. Existen 3 rangos de estos conjuntos numéricos destinados exclusivamente para direcciones IP privadas, los cuales se catalogan en 3 clases distintas:

Clase A: De 10.0.0.0 a 10.255.255.255, que son utilizadas generalmente para grandes redes privadas, por ejemplo, de alguna empresa trasnacional.
Clase B: De 172.16.0.0 a 172.31.255.255, que son usadas para redes medianas, como de alguna empresa local, escuela o universidad.
Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255, que son usadas para las redes más pequeñas, como redes domésticas.

Dirección IP Pública

Estas son indispensables para conectarse a internet, y son visibles para cualquier internauta, y suele ser la que tiene tu router o tu módem. Como mencionamos anteriormente, éstas pueden ser a su vez fijas o dinámicas. Te presentamos cada una:

Fijas: en este caso, la dirección IP asignada a un dispositivo será de por vida, es decir, jamás cambiará, y esto aplica tanto para direcciones IP públicas como privadas. A pesar de que son de mayor confianza y estabilidad, y te permiten una mayor velocidad de descarga, llegan a presentar ciertos inconvenientes, empezando por la vulnerabilidad. Al ser estáticas, los hackers tienen más tiempo para atacar equipos con este tipo de IP, por lo que se vuelven menos seguras. Además, su configuración debe ser manual y hay que pagar una cuota adicional para obtenerla.
Dinámicas: este tipo de dirección IP va cambiando cada vez que el dispositivo establece una conexión a internet, y se llega a usar cuando los proveedores de Internet cuentan con más clientes que direcciones IP, ya que es poco probable que todos ellos se conecten al mismo tiempo. Entre sus ventajas se encuentra un mayor nivel de seguridad y privacidad en la red, además de que su configuración es automática, sin embargo, la probabilidad de que la conexión se interrumpa es más elevada que en una IP fija.

Dirección IP Clases

Es una etiqueta numérica que identifica, de manera lógica y jerárquica, a un interfaz (elemento de comunicación/conexión) de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del protocolo TCP/IP. Dicho número no se ha de confundir con la que es un identificador de 48bits para identificar de forma única a la y no depende del protocolo de conexión utilizado ni de la red.

Existen 5 tipos de clases de IP más ciertas direcciones especiales:

Red por defecto (default) - La dirección IP de 0.0.0.0 se utiliza para la red por defecto.

Clase A - Esta clase es para las redes muy grandes, tales como las de una gran compañía internacional. Del IP con un primer octeto a partir de 1 al 126 son parte de esta clase. Los otros tres octetos son usados para identificar cada anfitrión. Esto significa que hay 126 redes de la clase A con 16,777,214 (224 -2) posibles anfitriones para un total de 2,147,483,648 (231) direcciones únicas del IP. Las redes de la clase A totalizan la mitad de las direcciones disponibles totales del IP. En redes de la clase A, el valor del bit *(el primer número binario) en el primer octeto es siempre 0.
Loopback - La dirección IP 127.0.0.1 se utiliza como la dirección del loopback. Esto significa que es utilizada por el ordenador huésped para enviar un mensaje de nuevo a sí mismo. Se utiliza comúnmente para localizar averías y pruebas de la red.
Clase B - La clase B se utiliza para las redes de tamaño mediano. Un buen ejemplo es un campus grande de la universidad. Las direcciones del IP con un primer octeto a partir del 128 a1 191 son parte de esta clase. Las direcciones de la clase B también incluyen el segundo octeto como parte del identificador neto. Utilizan a los otros dos octetos para identificar cada anfitrión(host). Esto significa que hay 16,384 (214) redes de la clase B con 65,534 (216 -2) anfitriones posibles cada uno para un total de 1,073,741,824 (230) direcciones únicas del IP. Las redes de la clase B totalizan un cuarto de las direcciones disponibles totales del IP y tienen un primer bit con valor de 1 y un segundo bit con valor de 0 en el primer octeto.
Clase C - Las direcciones de la clase C se utilizan comúnmente para los negocios pequeños a mediados de tamaño. Las direcciones del IP con un primer octeto a partir del 192 al 223 son parte de esta clase. Las direcciones de la clase C también incluyen a segundos y terceros octetos como parte del identificador neto. Utilizan al último octeto para identificar cada anfitrión. Esto significa que hay 2,097,152 (221) redes de la clase C con 254 (28 -2) anfitriones posibles cada uno para un total de 536,870,912 (229) direcciones únicas del IP. Las redes de la clase C totalizan un octavo de las direcciones disponibles totales del IP. Las redes de la clase C tienen un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1 y de un tercer bit con valor de 0 en el primer octeto.
Clase D - Utilizado para los multicast, la clase D es levemente diferente de las primeras tres clases. Tiene un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1, tercer bit con valor de 1 y cuarto bit con valor de 0. Los otros 28 bits se utilizan para identificar el grupo de computadoras al que el mensaje del multicast está dirigido. La clase D totaliza 1/16ava (268,435,456 o 228) de las direcciones disponibles del IP.
Clase E - La clase E se utiliza para propósitos experimentales solamente. Como la clase D, es diferente de las primeras tres clases. Tiene un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1, tercer bit con valor de 1 y cuarto bit con valor de 1. Los otros 28 bits se utilizan para identificar el grupo de computadoras que el mensaje del multicast está dirigido. La clase E totaliza 1/16ava (268,435,456 o 228) de las direcciones disponibles del IP.

Broadcast: los mensajes que se dirigen a todas las computadoras en una red se envían como broadcast. Estos mensajes utilizan siempre La dirección IP 255.255.255.255.

Máscara de Red: la máscara de red es una combinación de bits que sirve para delimitar el ámbito de una red de computadoras. Su función es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IPes el número de la red, incluyendo la subred, y qué parte es la correspondiente al host.