El modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP es la arquitectura de red que se utiliza realmente en Internet y en la mayoría de redes locales.

A diferencia del modelo OSI (que es teórico), TCP/IP es práctico, funcional y está basado en protocolos reales.

Fue desarrollado por el Departamento de Defensa de EE. UU. y se convirtió en el estándar mundial para las comunicaciones en red.

1. ¿Qué es el modelo TCP/IP?


Es un conjunto de protocolos y normas que permiten que los dispositivos se comuniquen a través de redes interconectadas. Organiza la comunicación en 4 capas, cada una con funciones muy concretas.

El nombre viene de sus dos protocolos principales:

  • TCP → Controla la comunicación fiable.
  • IP → Se encarga de direccionar y enviar los paquetes.


2. Las 4 capas del modelo TCP/IP


A continuación tienes cada capa explicada de forma sencilla, con ejemplos reales.

1. Capa de Acceso a la Red (o Capa de Enlace)


Define cómo se envían los datos por el medio físico.

Incluye:
  • Tecnologías de enlace
  • Formato de tramas
  • Acceso al medio
Ejemplos:
  • Ethernet
  • WiFi
  • PPP
  • ARP
Equivale aproximadamente a las capas 1 y 2 del modelo OSI.

2. Capa de Internet


Gestiona direcciones IP y el encaminamiento entre redes.

Funciones:
  • Direccionamiento lógico (IP)
  • Encaminamiento de paquetes
  • Fragmentación
Protocolos:
  • IP (el más importante)
  • ICMP
  • IGMP
Dispositivos:
  • Routers
Equivale a la capa 3 del modelo OSI.


3. Capa de Transporte


Controla la comunicación extremo a extremo entre aplicaciones.

Protocolos principales:
  • TCP → Conexión fiable, control de errores, orden de los datos
  • UDP → No fiable, más rápido, sin control de flujo
Ejemplos de uso:
  • TCP → web, correo, archivos
  • UDP → streaming, DNS, juegos online
Equivale a la capa 4 del modelo OSI.


4. Capa de Aplicación


Proporciona servicios de red directamente al usuario o a las aplicaciones.

Protocolos:
  • HTTP/HTTPS → navegación web
  • FTP/SFTP → transferencia de archivos
  • DNS → resolución de nombres
  • DHCP → asignación de IP
  • SMTP/POP/IMAP → correo electrónico
Equivale a las capas 5, 6 y 7 del modelo OSI.


3. Relación entre OSI y TCP/IP


Aunque son modelos distintos, se pueden comparar:


Modelo OSI Modelo TCP/IP Función
7. Aplicación 4. Aplicación Servicios al usuario
6. Presentación 4. Aplicación Formato, cifrado
5. Sesión 4. Aplicación Control de sesiones
4. Transporte 3. Transporte TCP/UDP
3. Red 2. Internet IP
2. Enlace 1. Acceso a la red Ethernet, WiFi
1. Física 1. Acceso a la red Señales, cables


El modelo OSI es didáctico. El modelo TCP/IP es práctico.




Resumen:


El modelo TCP/IP es la arquitectura real de Internet. Está formado por 4 capas:
  1. Acceso a la red
  2. Internet
  3. Transporte
  4. Aplicación

Es más simple que el modelo OSI y se basa en protocolos reales como IP, TCP, UDP, HTTP, DNS o DHCP.




Actividad Práctica: "Radiografía de una conexión TCP/IP"


Objetivo: 

Analizar cómo se configuran y comportan los protocolos de la pila TCP/IP en un equipo real de la red del aula.


1. Inspección de la Capa de Red (IP)

Abre la terminal (CMD en Windows o Terminal en Linux) y utiliza los comandos de diagnóstico básicos para identificar tu identidad en la red.

  • Tarea: Ejecuta ipconfig /all (Windows) o ip addr (Linux).

  • Análisis: Identifica y anota los siguientes parámetros:

    • Dirección IPv4 actual.

    • Máscara de subred.

    • Puerta de enlace predeterminada (Gateway).

    • Servidores DNS asignados.

  • Reflexión: ¿Qué pasaría si el protocolo IP no tuviera configurada la "Puerta de enlace"? ¿Podrías hacer ping a tu compañero? ¿Y navegar por Google?

2. El apretón de manos (Three-way Handshake) en la Capa de Transporte

Vamos a ver cómo TCP establece una conexión "fiable" antes de enviar datos.

  • Tarea: Abre Wireshark y aplica el filtro tcp.flags.syn == 1. Luego, abre tu navegador y entra en una web que no use HTTPS (para facilitar la lectura, como http://neverssl.com).

  • Observación: Busca los paquetes con los flags [SYN], [SYN, ACK] y [ACK].

  • Pregunta: ¿Por qué decimos que TCP es un protocolo "orientado a conexión" a diferencia de UDP?

3. Resolución de nombres (Capa de Aplicación)

El modelo TCP/IP no funcionaría de forma humana sin el protocolo DNS.

  • Tarea: Utiliza la herramienta nslookup.

  • Comando: Escribe nslookup www.google.com.

  • Reto: Copia la dirección IP que te devuelve el comando y pégala directamente en la barra de direcciones de tu navegador. ¿Carga la página? Explica qué ha sucedido.

4. Comparativa final: OSI vs TCP/IP

Completa este mapa de protocolos situando cada uno en su capa correspondiente del modelo TCP/IP:

  • Protocolos a situar: HTTP, ICMP, TCP, IP, Ethernet, UDP, FTP, ARP.

Capa TCP/IP Protocolos Unidad de Datos (PDU)
Aplicación Datos
Transporte Segmento / Datagrama
Internet Paquete
Acceso a Red Trama