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Internet Protocol versión 4, es un protocolo que permite que los dispositivos de Internet se comuniquen entre sí. Se trata de la cuarta versión del protocolo de Internet (IP) y fue implementada por primera vez en 1983.

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Se escribe como una cadena de dígitos de 32 bits y una dirección IPv4 se compone de cuatro números entre 0 y 255, separados por puntos.

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Es una versión mejorada del actual protocolo IPv4. Como hemos mencionado, el IPv6 (Internet Protocol Version 6) es la nueva versión del protocolo IP y está diseñado para resolver el problema de agotamiento de direcciones.

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Utiliza direcciones de 128 bits. Las direcciones están representadas en formato hexadecimal y se dividen en ocho grupos de cuatro dígitos separados por dos puntos. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.

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La necesidad de un modelo de capas surge debido a la complejidad de los sistemas de comunicación entre computadoras, ya que el intercambio de información implica diversas tareas que deben ejecutarse en el orden adecuado para garantizar una comunicación exitosa.

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Simplificación del diseño: En lugar de tener un sistema monolítico que maneje todas las funciones de la comunicación, el modelo de capas permite dividir el proceso en partes más manejables.

Independencia y modularidad: Al dividir las funciones en capas, los cambios en una capa no necesariamente afectan a las demás.

Facilitación de la interoperabilidad: Se puede asegurar que diferentes sistemas se comuniquen de manera efectiva si siguen las mismas reglas o protocolos en cada capa. Esto es crucial para la interconexión de redes heterogéneas.

Separación de funciones: Cada capa tiene un conjunto definido de funciones. Por ejemplo, en un modelo típico, una capa se puede encargar del enrutamiento de datos, otra de la corrección de errores, y otra de la conversión de datos entre sistemas.

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Características clave que debe cumplir un protocolo

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Características clave que debe cumplir un protocolo

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Sintaxis: Se refiere al formato de los bloques de datos.

Semántica: Incluye la información de control para la coordinación y el manejo de errores.

Temporización: Incluye la sincronización de velocidades y la secuenciación.

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La arquitectura del protocolo TCP/IP es el resultado de investigaciones y desarrollos realizados en la red experimental de conmutación de paquetes, generalmente se le conoce como el conjunto de protocolos TCP/IP. Este conjunto de protocolos incluye una gran colección de protocolos que han sido emitidos como estándares de Internet por el Internet Architecture Board (IAB) .

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En términos generales, la comunicación puede describirse como la interacción de tres agentes: aplicaciones, computadoras y redes.

El proceso de comunicación se puede organizar en cinco capas relativamente independientes:

Capa física :

Se refiere a la interfaz física entre un dispositivo de transmisión de datos (por ejemplo, una estación de trabajo, computadora) y un medio de transmisión o red.

Capa de acceso a la red :

Se encarga del intercambio de datos entre un sistema final (servidor, estación de trabajo, etc.) y la red a la que está conectada.

Capa de Internet :Esta capa permite que los datos se introduzcan entre dos sistemas que pueden estar en redes diferentes. El Protocolo de Internet (IP) proporciona la función de enrutamiento en esta capa, y se implementa tanto en los sistemas finales como en los enrutadores. Un enrutador conecta dos redes y su función principal es retransmitir datos de una red a otra en el camino hacia el sistema de destino.

Capa de transporte (host a host) :

Esta capa asegura la confiabilidad en el intercambio de datos, es decir, garantiza que los datos lleguen a su destino de forma completa y en el orden correcto.

Capa de aplicación :

Contiene la lógica necesaria para soportar varias aplicaciones de usuario, como transferencia de archivos y correo electrónico.

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En cada capa del modelo TCP/IP, los datos se encapsulan en bloques llamados Unidades de Datos de Protocolo (PDU) . Ejemplos:

Un segmento TCP es una PDU TCP .

Un datagrama IP es una PDU IP .

Un paquete de red es una PDU de la capa de acceso a la red .

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Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP):

Proporciona una instalación básica de correo, es un mecanismo para transferencia de mensajes entre hosts separados (no especifica la vía por la cual los mensajes serán creados).

Protocolo de transferencia de archivos (FTP):

Usado para enviar archivos de un sistema a otro a través de CMD (admite texto como binario), proporciona características para controlar el acceso a usuarios.

TELNET:

Proporciona la capacidad de inicio de sesión remoto habilitando a un usuario en una PC para iniciar sesión en una PC remota funcionando como sí estuvieran conectadas directamente.

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El Protocolo de Internet es un conjunto de reglas que rige el formato y el procesamiento de los datos que se envían a través de una red, como Internet o una red local. IP es la capa fundamental en el modelo de comunicación de redes TCP/IP y es responsable de enrutar los datos desde el origen hasta el destino a través de diversas redes interconectadas.

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La figura 4.1 del texto muestra cómo se configuran estos protocolos para la comunicación. Para explicar cómo funciona TCP e IP, es útil considerar un ejemplo sencillo de intercambio de datos:

Proceso de envío de datos :

Supongamos que un proceso asociado al puerto 1 del host A desea enviar un mensaje a otro proceso, asociado al puerto 3 del host B. El proceso en el host A entrega el mensaje a TCP, que fragmenta los datos en segmentos más manejables y los numera con un número de secuencia .

Transmisión a través de IP :

TCP pasa los segmentos a IP, que añade una cabecera IP con información importante, como la dirección del host de destino (host B) .

Acceso a la red y encaminamiento :

El datagrama IP se entrega a la capa de acceso a la red (por ejemplo, Ethernet), donde se añade una cabecera de acceso a la red que contiene la dirección de la subred de destino .

Recepción en el anfitrión de destino :

Una vez que los datos llegan al host de destino, se realiza el proceso inverso. En cada capa, se elimina la cabecera correspondiente hasta que los datos originales lleguen a la aplicación destinataria.