Protocolo TCP: definición y funcionamiento

El Protocolo de Control de Transmisión (Transmission Control Protocol en inglés o TCP) es el método de comunicación de datos por defecto entre distintos dispositivos, a través de una red. Este establece y mantiene una conexión entre el emisor y el receptor durante el proceso de transferencia.

Con sus mecanismos, TCP garantiza que todos los paquetes de datos lleguen correctamente. Además, ofrece una transmisión fluida y fiable a través de varios dispositivos. TCP es utilizado para servicios de correo electrónico y métodos de intercambio entre pares como Secure Shell (SSH) y File Transfer Protocol (FTP).

En este artículo veremos todo lo que necesitas saber sobre TCP, cómo funciona y las diferencias entre los modelos de pila y OSI. Por último, compararemos el método estándar y el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP).

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Cómo funciona el protocolo TCP

El protocolo TCP descompone los datos en paquetes y los reenvía a la capa del protocolo de Internet (IP) para garantizar que cada mensaje llegue a su ordenador de destino. Esto ayuda a evitar problemas y a mantener la eficiencia durante el proceso.

Los paquetes pueden viajar por varias rutas si la ruta actual está congestionada o no está disponible. Hacerlo así mejorará el rendimiento de la red.

El protocolo IP divide las tareas de comunicación en varias capas, manteniendo estandarizado el proceso de transmisión. Todos los paquetes pasan al menos por cuatro capas antes de llegar a su destino.

La IP utiliza un método de handshake de tres vías al crear la conexión para garantizar que pueda transferir varios sockets en ambas direcciones simultáneamente. 

Sin embargo, el dispositivo y el servidor deben sincronizar y reconocer los paquetes antes de negociar, separar y transmitir los sockets TCP.

Luego, el protocolo TCP recorrerá las capas y volverá a ensamblar los paquetes. Por último, el protocolo transmitirá los datos a la aplicación receptora.

Durante el proceso, el TCP organiza el sistema de numeración de segmentos, gestiona los paquetes perdidos y gestiona el control de flujo.

Por qué es importante el protocolo TCP

Este protocolo de alto nivel es un elemento central en el establecimiento de normas y estándares para la transferencia de datos entre múltiples programas a través de redes. Para el acceso web, HTTP y HTTPS se basan en la conexión TCP.

Al ser un protocolo fiable, garantiza que la comunicación se produzca de forma coherente, independientemente de los dispositivos y las ubicaciones. Además, protege la entrega de datos con controles avanzados, como reconocimientos y mecanismos para evitar la congestión.

Además de no ser propietario, el TCP también permite y da cabida a nuevos protocolos.

El modelo de pila TCP

El modelo de pila TCP contiene cuatro capas:

• Capa de aplicación: establece la conexión entre la aplicación y los datos. También abre el acceso a múltiples recursos de la red.
• Capa de transporte: crea conexiones TCP y determina la cantidad de datos que deben enviarse.
• Capa de Internet: envía paquetes IP al destino real utilizando varias redes.
• Capa de enlace o interfaz de red: controla la mensajería física y los medios para la transmisión de datos.

Al pasar por cada capa TCP, los datos serán reempaquetados en función de sus protocolos de transporte y funcionalidad.

Las peticiones bajan al servidor web a través de la pila y empiezan en la capa de aplicación como datos. En cada etapa, el sistema dividirá la información en distintos tipos de paquetes. A continuación, los datos pasarán a la capa de transporte, que los clasificará en segmentos TCP.

El siguiente paso es transmitirlos a la capa de Internet, donde se convertirán en datagramas. Los paquetes pasarán a la capa de red para crear un segmento TCP. Una vez que el servidor web responda, los datos se moverán hacia arriba a través de la pila para llegar a la capa de aplicación en el formato original.

El modelo OSI

Mientras que el modelo de pila TCP enmarca los datos según el uso del protocolo, la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) es un método conceptual basado en el tipo de comunicación de red.

El modelo OSI consta de siete capas:

• Capa de aplicación: permite al software enviar, recibir y presentar información comprensible al cliente.
• Capa de presentación: cifra la información y garantiza que los datos estén en un formato legible.
• Capa de sesión: gestiona las conexiones y controla los puertos junto con las sesiones.
• Capa de transporte: transfiere datos mediante protocolos de transmisión como TCP y UDP.
• Capa de red: define el enrutamiento y la ruta física de los paquetes.
• Capa de enlace de datos: determina el formato de los datos en la red y comprueba si hay errores.
• Capa física: transfiere flujos de bits a través del medio físico.

El método OSI desplaza los datos hacia abajo, añadiendo información en cada capa. Una vez que llegan a la última etapa, se transmiten por la red.

Diferencias entre TCP y UDP

UDP es una alternativa a TCP que ofrece diferentes formas de comunicar el tráfico de red. Mientras que el primero garantiza transferencias fiables, el segundo da prioridad a la eficacia y la velocidad. Aquí seis diferencias comunes entre TCP y UDP:

• El tipo de servicio: TCP es un protocolo basado en conexiones que requiere que los dispositivos en comunicación se conecten antes de transferir los datos reales. En comparación, UDP es un protocolo sin conexión que transmite información sin comprobar si el receptor puede aceptar la señal.
• Mecanismos de comprobación de errores: TCP proporciona procedimientos de detección de errores extensos, como determinar el periodo de tiempo de espera de la conexión, proporcionar un campo de suma de comprobación y recibir y enviar reconocimientos. Por otro lado, UDP sólo realiza una comprobación básica de problemas mediante sumas de comprobación.
• Secuencia: en TCP, los paquetes llegan en un orden específico al receptor. Mientras que en UDP, el sistema envía paquetes independientes sin números de secuencia.
• Retransmisión de datos: TCP reenviará cualquier paquete perdido o dañado, mientras que UDP no lo hará.
• Mecanismo de control de flujo: TCP utiliza esta técnica para calibrar la velocidad de transferencia de datos y limitar la tasa cuando un emisor transfiere datos. UDP no tiene mecanismo de control de flujo.
• Tipos de flujo: TCP interpreta los datos como bytes y transmite el paquete IP a los límites del segmento. En cambio, UDP lee los datos como mensajes que contienen paquetes.
• Longitud de la cabecera: una cabecera TCP oscila entre 20 y 60 bytes, mientras que UDP tiene ocho bytes de longitud fija.

Conclusión

El Protocolo de Control de Transmisión (TCP) es un protocolo estándar para el envío de datos y mensajes a través de redes, que ofrece servicios fiables y mecanismos avanzados. El protocolo TCP define cómo conectar varios ordenadores o programas de aplicación y garantiza la transmisión segura de datos entre ellos.

El modelo de pila TCP utiliza cuatro capas para transferir datos: aplicación, transporte, Internet y red. Por otro lado, el modelo OSI ofrece siete etapas: aplicación, presentación, sesión, transporte, red, enlace de datos y física.

Aquí tres grandes diferencias entre TCP vs UDP:

• TCP es un protocolo orientado a la conexión, mientras que UDP es un protocolo sin conexión.
• Por un lado, TCP ofrece amplios procedimientos de comprobación de errores. Por otro lado, UDP sólo realiza mecanismos básicos de control de fallos.
• El protocolo TCP envía paquetes de datos en un orden específico, mientras que el protocolo UDP no lo hace.

Esperamos que este artículo te haya ayudado a saber más sobre el protocolo TCP. Si tienes alguna pregunta o sugerencia, déjala en la sección de comentarios más abajo.

Protocolo TCP – Preguntas frecuentes

En esta sección responderemos a las preguntas más comunes sobre el protocolo TCP.