Transporte de Datos

1. Qué es la Capa de Transporte

Los programas de capa de aplicación generan datos que deben intercambiarse entre los hosts de origen y de destino. La capa de transporte es responsable de las comunicaciones lógicas entre las aplicaciones que se ejecutan en diferentes hosts. Esto puede incluir servicios como el establecimiento de una sesión temporal entre dos hosts y la transmisión confiable de información para una aplicación.

Como se muestra en la imagen, la capa de transporte es el enlace entre la capa de aplicación y las capas inferiores que son responsables de la transmisión de la red.

La capa de transporte no tiene conocimiento del tipo de host de destino, el tipo de medio por el que deben viajar los datos, la ruta tomada por los datos, la congestión en un enlace o el tamaño de la red.

La capa de transporte incluye dos protocolos:

• Protocolo de Control de Transmisión: Transmission Control Protocol (TCP)
• Protocolo de Datagramas de Usuario: User Datagram Protocol (UDP)

2. Responsabilidades de la Capa de transporte

La capa de transporte tiene muchas responsabilidades.

3. Protocolos de Capa de Transporte

IP solo se refiere a la estructura, direccionamiento y enrutamiento de paquetes. IP no especifica cómo se realiza la entrega o el transporte de los paquetes.

Los protocolos de la capa de transporte especifican cómo transferir mensajes entre hosts y son responsables de administrar los requisitos de confiabilidad de una conversación. La capa de transporte incluye los protocolos TCP y UDP.

Las diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos de fiabilidad de transporte. Por lo tanto, TCP/IP proporciona dos protocolos de capa de transporte, como se muestra en la imagen.

4. Protocolo de Control de Transmisión (TCP)

IP solo se refiere a la estructura, direccionamiento y enrutamiento de paquetes, desde el remitente original hasta el destino final. IP no es responsable de garantizar la entrega o determinar si es necesario establecer una conexión entre el remitente y el receptor.

TCP se considera un protocolo de capa de transporte confiable y con todas las funciones, que garantiza que todos los datos lleguen al destino. TCP incluye campos que aseguran la entrega de los datos de la aplicación. Estos campos requieren un procesamiento adicional por parte de los hosts de envío y recepción.

El transporte TCP es análogo al envío de paquetes que se rastrean desde el origen hasta el destino. Si un pedido de envío se divide en varios paquetes, un cliente puede verificar en línea para ver el pedido de la entrega.

TCP proporciona confiabilidad y control de flujo utilizando estas operaciones básicas:

• Numerar y rastrear segmentos de datos transmitidos a un host específico desde una aplicación específica
• Confirmar datos recibidos
• Volver a transmitir cualquier información no reconocida después de un cierto período de tiempo
• Datos de secuencia que pueden llegar en orden incorrecto
• Enviar datos a una velocidad eficiente que sea aceptable para el receptor

Para mantener el estado de una conversación y rastrear la información, TCP primero debe establecer una conexión entre el remitente y el receptor. Es por eso que TCP se conoce como un protocolo orientado a la conexión.

5. Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP)

UDP es un protocolo de capa de transporte más simple que TCP. No proporciona confiabilidad y control de flujo, lo que significa que requiere menos campos de encabezado. Debido a que los procesos UDP del emisor y del receptor no tienen que administrar la confiabilidad y el control de flujo, esto significa que los datagramas UDP pueden procesarse más rápido que los segmentos TCP. UDP proporciona las funciones básicas para entregar datagramas entre las aplicaciones apropiadas, con muy poca sobrecarga y verificación de datos.

UDP es un protocolo sin conexión. Debido a que UDP no proporciona confiabilidad o control de flujo, no requiere una conexión establecida. Debido a que UDP no rastrea la información enviada o recibida entre el cliente y el servidor, UDP también se conoce como un protocolo sin estado.

UDP también se conoce como un protocolo de entrega de mejor esfuerzo porque no hay reconocimiento de que los datos se reciben en el destino. Con UDP, no hay procesos de capa de transporte que informen al remitente de una entrega exitosa.

UDP es como colocar una carta regular, no registrada, en el correo. El remitente de la carta no tiene conocimiento de la disponibilidad del receptor para recibir la carta. La oficina de correos tampoco es responsable de rastrear la carta o informar al remitente si la carta no llega al destino final.

6. Protocolo Adecuado de Capa de Transporte para la Aplicación Correcta

Algunas aplicaciones pueden tolerar cierta pérdida de datos durante la transmisión a través de la red, pero los retrasos en la transmisión son inaceptables. Para estas aplicaciones, UDP es la mejor opción porque requiere menos sobrecarga de red. UDP es preferible para aplicaciones como Voz sobre IP (VoIP). Los reconocimientos y la retransmisión retrasarían la entrega y harían inaceptable la conversación de voz.

UDP también es utilizado por las aplicaciones de solicitud y respuesta donde los datos son mínimos y la retransmisión se puede hacer rápidamente. Por ejemplo, el servicio de nombres de dominio (DNS) usa UDP para este tipo de transacción. El cliente solicita direcciones IPv4 e IPv6 para un nombre de dominio conocido de un servidor DNS. Si el cliente no recibe una respuesta en un período de tiempo predeterminado, simplemente envía la solicitud nuevamente.

Por ejemplo, si uno o dos segmentos de una transmisión de video en vivo no llegan, se crea una interrupción momentánea en la transmisión. Esto puede aparecer como una distorsión en la imagen o el sonido, pero puede que el usuario no lo note. Si el dispositivo de destino tuviera que dar cuenta de la pérdida de datos, la transmisión podría retrasarse mientras se esperaban las retransmisiones, por lo que la imagen o el sonido se degradarían mucho. En este caso, es mejor renderizar los mejores medios posibles con los segmentos recibidos y renunciar a la fiabilidad.

Para otras aplicaciones, es importante que lleguen todos los datos y que puedan procesarse en su secuencia adecuada. Para este tipo de aplicaciones, TCP se utiliza como protocolo de transporte. Por ejemplo, las aplicaciones como bases de datos, navegadores web y clientes de correo electrónico requieren que todos los datos enviados lleguen al destino en su estado original. Cualquier dato faltante podría corromper una comunicación, haciéndola incompleta o ilegible. Por ejemplo, es importante cuando se accede a la información bancaria a través de la web para asegurarse de que toda la información se envíe y reciba correctamente.

Los desarrolladores de aplicaciones deben elegir qué tipo de protocolo de transporte es apropiado en función de los requisitos de las aplicaciones. El video puede enviarse a través de TCP o UDP. Las aplicaciones que transmiten audio y video almacenado generalmente usan TCP. La aplicación utiliza TCP para realizar almacenamiento en búfer, sondeo de ancho de banda y control de congestión, a fin de controlar mejor la experiencia del usuario.

El video y la voz en tiempo real generalmente usan UDP, pero también pueden usar TCP, o tanto UDP como TCP. Una aplicación de videoconferencia puede usar UDP de manera predeterminada, pero debido a que muchos firewalls bloquean UDP, la aplicación también se puede enviar a través de TCP.

Las aplicaciones que transmiten audio y video almacenado usan TCP. Por ejemplo, si tu red de repente no puede soportar el ancho de banda necesario para ver una película a pedido, la aplicación detiene la reproducción. Durante la pausa, es posible que vea un mensaje de “almacenamiento en búfer …” mientras TCP trabaja para restablecer la transmisión. Cuando todos los segmentos están en orden y se restaura un nivel mínimo de ancho de banda, se reanuda la sesión TCP y se reanuda la reproducción de la película.

La imagen resume las diferencias entre UDP y TCP.

7. Comprueba tu comprensión – Transporte de datos

Verifica tu comprensión de la capa de transporte eligiendo la MEJOR respuesta a las siguientes preguntas.

1. ¿Qué capa es responsable de establecer una sesión de comunicación temporal entre las aplicaciones host de origen y destino?

• A. Capa de aplicación
• B. Capa de enlace de datos
• C. Capa de red
• D. Capa física
• E. Capa de transporte

2. ¿Cuáles son las tres responsabilidades de la capa de transporte? (Escoja tres opciones).

• A. Multiplexión de conversaciones
• B. identificación de marcos
• C. identificación de información de enrutamiento
• D. segmentación de datos y reensamblado de segmentos
• E. Seguimiento de conversaciones individuales

3. ¿Qué declaración de protocolo de capa de transporte es verdadera?

• A. TCP tiene menos campos que UDP.
• B. TCP es más rápido que UDP.
• C. UDP es un protocolo de entrega de mejor esfuerzo.
• D. UDP proporciona fiabilidad.

4. ¿Qué protocolo de capa de transporte se usaría para aplicaciones VoIP?

• A. Protocolo de información de sesión (SIP)
• B. Protocolo de control de transmisión (TCP)
• C. Protocolo de datagramas de usuario (UDP)
• D. Protocolo de transferencia de VoIP

¿Aprendiste lo suficiente? Déjanos saber tus respuestas en los comentarios 🙂

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