Hispanopedia Wiki
En redes informáticas , la capa de transporte es una capa de abstracción en el conjunto de protocolos de Internet y el modelo OSI . Los protocolos de esta capa proporcionan servicios de comunicación de extremo a extremo para las aplicaciones. [ 1 ] : §1.1.3 Puede proporcionar servicios tales como comunicación orientada a la conexión , confiabilidad , control de flujo y multiplexación .
Los detalles de implementación y la semántica de la capa de transporte del conjunto de protocolos de Internet [ 1 ] , que constituye la base de Internet , y el modelo OSI de redes generales son diferentes. Los protocolos que se utilizan actualmente en esta capa para Internet se originaron en el desarrollo de TCP/IP. En el modelo OSI, la capa de transporte se suele denominar Capa 4 o L4 [ 2 ] , mientras que en TCP/IP no se utilizan capas numeradas.
El protocolo de transporte más conocido del conjunto de protocolos de Internet es el Protocolo de Control de Transmisión (TCP). Se utiliza para transmisiones orientadas a la conexión, mientras que el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP), sin conexión, se utiliza para transmisiones de mensajería más sencillas. TCP es el protocolo más complejo debido a su diseño con estado , que incorpora servicios de transmisión y flujo de datos confiables. Juntos, TCP y UDP comprenden prácticamente todo el tráfico de Internet y son los únicos protocolos implementados en todos los sistemas operativos principales. Otros protocolos de la capa de transporte que se han definido e implementado incluyen el Protocolo de Control de Congestión de Datagramas (DCCP) y el Protocolo de Transmisión de Control de Flujo (SCTP).
Servicios
Los servicios de la capa de transporte se transmiten a una aplicación a través de una interfaz de programación de los protocolos de la capa de transporte. Los servicios pueden incluir las siguientes características: [ 4 ]
- Comunicación orientada a la conexión : [ 5 ] Normalmente es más fácil para una aplicación interpretar una conexión como un flujo de datos en lugar de tener que lidiar con los modelos subyacentes sin conexión, como el modelo de datagramas del Protocolo de datagramas de usuario (UDP) y del Protocolo de Internet (IP).
- Entrega en el mismo orden: La capa de red generalmente no garantiza que los paquetes de datos lleguen en el mismo orden en que fueron enviados, pero a menudo esta es una característica deseable. Esto se suele lograr mediante la numeración de segmentos, donde el receptor los envía a la aplicación en orden. Esto puede provocar bloqueos en la cabecera de la cola .
- Fiabilidad : Los paquetes pueden perderse durante la transmisión debido a la congestión de la red y a errores. Mediante un código de detección de errores , como una suma de comprobación , el protocolo de transporte puede verificar que los datos no estén dañados y confirmar su correcta recepción enviando un mensaje ACK o NACK al remitente. Se pueden utilizar esquemas de solicitud de repetición automática para retransmitir los datos perdidos o dañados.
- Control de flujo : En ocasiones, es necesario gestionar la velocidad de transmisión de datos entre dos nodos para evitar que un emisor rápido transmita más datos de los que puede soportar el búfer de datos receptor , lo que provocaría un desbordamiento del búfer. Esto también puede utilizarse para mejorar la eficiencia reduciendo el subdesbordamiento del búfer .
- Prevención de la congestión : El control de la congestión permite controlar el tráfico que ingresa a una red de telecomunicaciones para evitar el colapso por congestión , evitando la sobrecarga de las capacidades de procesamiento o enlace de los nodos y redes intermedios y tomando medidas para reducir el uso de recursos, como disminuir la tasa de envío de paquetes . Por ejemplo, las solicitudes de repetición automáticas pueden mantener la red congestionada; esta situación se puede evitar agregando prevención de la congestión al control de flujo, incluyendo el inicio lento . Esto mantiene el consumo de ancho de banda en un nivel bajo al inicio de la transmisión o después de la retransmisión de paquetes.
- Multiplexación : Los puertos pueden proporcionar múltiples puntos de acceso en un mismo nodo. Por ejemplo, el nombre en una dirección postal es un tipo de multiplexación que distingue entre diferentes destinatarios de la misma ubicación. Cada aplicación informática escucha información en su propio puerto, lo que permite el uso simultáneo de más de un servicio de red . Forma parte de la capa de transporte en el modelo TCP/IP , pero de la capa de sesión en el modelo OSI.
Análisis
En el conjunto de protocolos de Internet, los protocolos de la capa de transporte proporcionan comunicación entre programas de aplicación que se ejecutan en diferentes hosts. TCP utiliza números de puerto para identificar los servicios de la aplicación y para multiplexar flujos distintos entre hosts; UDP define de manera similar los campos de puerto de origen y destino, donde el puerto de destino se interpreta en el contexto de una dirección de destino de Internet específica. [ 6 ] [ 7 ] Una dirección de socket combina una dirección de Internet con un puerto de la capa de transporte; en TCP, una conexión se identifica mediante un par de sockets. [ 8 ]
TCP proporciona un servicio de flujo de bytes en orden, confiable y orientado a la conexión. El flujo de bytes de la aplicación se transporta a través de la red en segmentos TCP, cada uno enviado como un datagrama IP; la confiabilidad de TCP se basa en números de secuencia, sumas de verificación, acuses de recibo y retransmisión de segmentos perdidos o corruptos. [ 6 ] [ 9 ] TCP también incluye mecanismos de control de flujo basados en ventanas anunciadas, y los puntos finales TCP deben implementar algoritmos básicos de control de congestión, como el inicio lento, la evitación de la congestión y el retroceso exponencial de los tiempos de espera de retransmisión. [ 10 ]
UDP proporciona un servicio de transporte mínimo, sin conexión y orientado a mensajes. El RFC 768 describe a UDP como un procedimiento para que los programas de aplicación envíen mensajes con un mecanismo de protocolo mínimo, sin garantías de entrega ni protección contra duplicados; las aplicaciones que requieren flujos de datos ordenados y confiables deben usar TCP en su lugar. [ 7 ] El RFC 8085 describe de manera similar a UDP como un transporte de paso de mensajes mínimo, no confiable y de mejor esfuerzo, y señala que las aplicaciones que usan UDP pueden necesitar implementar mecanismos adicionales para confiabilidad, control de congestión, sumas de verificación u otras funciones según su caso de uso. [ 11 ]
UDP también se usa comúnmente para aplicaciones de multidifusión y difusión, pero tales usos complican el control de congestión, el control de flujo y la confiabilidad, ya que un emisor puede transmitir a muchos receptores a través de rutas heterogéneas. El IETF ha definido marcos y bloques de construcción de multidifusión confiables, por lo que la confiabilidad no es imposible para las aplicaciones de multidifusión; más bien, no la proporciona UDP en sí misma y debe ser suministrada por la aplicación o por protocolos adicionales. [ 12 ]
La especificación del protocolo de transporte en modo de conexión OSI define cinco clases de protocolo de transporte, denominadas clase 0 (TP0) a clase 4 (TP4). La clase 0 no proporciona recuperación de errores y fue diseñada para su uso sobre servicios de red que ofrecen conexiones sin errores, mientras que la clase 4 incluye recuperación de errores y puede operar sobre servicios de red menos fiables. [ 13 ]
Debido a la osificación de los protocolos , TCP y UDP se han descrito como los únicos protocolos de transporte ampliamente utilizados en Internet. Para evitar la intolerancia de los dispositivos intermedios , los nuevos protocolos de transporte pueden imitar la imagen de red de un protocolo tolerado o encapsularse en UDP, aceptando cierta sobrecarga. [ 14 ] QUIC sigue este último enfoque: la especificación de QUIC lo define como un protocolo de transporte basado en UDP cuyos paquetes se transportan en datagramas UDP, mientras que QUIC proporciona conexiones, flujos, entrega confiable, control de flujo y control de congestión. [ 15 ]
Protocolos
Esta lista muestra algunos protocolos que se suelen ubicar en las capas de transporte del conjunto de protocolos de Internet , el conjunto de protocolos OSI , IPX/SPX de NetWare , AppleTalk y Fibre Channel .
- ATP, Protocolo de Transacciones de AppleTalk
- CUDP, UDP cíclico [ 16 ]
- DCCP, Protocolo de Control de Congestión de Datagramas
- FCP, Protocolo de canal de fibra
- IL, Protocolo IL
- MPTCP, TCP multipath
- Multidifusión confiable orientada a NORM y NACK
- RÁPIDO
- RDP, Protocolo de Datos Confiable
- RUDP, Protocolo de datagramas de usuario confiable
- SCTP, Protocolo de transmisión de control de flujo
- SPX, Intercambio de paquetes secuenciados
- SST, Transporte Estructurado de Corrientes
- TCP, Protocolo de Control de Transmisión
- UDP, Protocolo de datagramas de usuario
- UDP-Lite
- μTP, Protocolo de Microtransporte
Comparación de protocolos de la capa de transporte de Internet
- ↑ RUDP no está estandarizado oficialmente. No ha habido novedades relacionadas con la estandarización desde 1999.
- ↑ Excluyendo las cabeceras de los bloques de datos y los bloques de sobrecarga. Sin los bloques incrustados, un paquete SCTP es esencialmente inútil.
- ↑ Se contabiliza de la siguiente manera: encabezado SCTP de 12 bytes + encabezado de fragmento DATA de 16 bytes o encabezado de fragmento I-DATA de 20 bytes + fragmento SACK de 16 o más bytes. Los fragmentos adicionales que no son de datos (por ejemplo, AUTH) o los encabezados para fragmentos de datos adicionales, que podrían aumentar fácilmente la sobrecarga en 50 bytes o más, no se contabilizan.
- ↑ Opcional en IPv4 pero obligatorio en IPv6. [ 17 ]
Comparación de protocolos de transporte OSI
La recomendación X.224 de la norma ISO/IEC 8073/ITU-T, «Tecnología de la información - Interconexión de sistemas abiertos - Protocolo para la prestación del servicio de transporte en modo de conexión», define cinco clases de protocolos de transporte en modo de conexión, designadas de la clase 0 (TP0) a la clase 4 (TP4). La clase 0 no incluye recuperación de errores y fue diseñada para su uso en capas de red que proporcionan conexiones sin errores. La clase 4 es la más similar a TCP, aunque TCP incluye funciones, como el cierre elegante, que OSI asigna a la capa de sesión. Todas las clases de protocolos en modo de conexión de OSI proporcionan datos acelerados y preservación de los límites de los registros. Las características detalladas de las clases se muestran en la siguiente tabla: [ 18 ]
También existe un protocolo de transporte sin conexión, especificado por la recomendación X.234 de ISO/IEC 8602/ITU-T. [ 19 ]
Referencias
- 1 2 R. Braden , ed. (octubre de 1989). Requisitos para hosts de Internet: capas de comunicación . Grupo de trabajo de redes. doi : 10.17487/RFC1122 . STD 3. RFC 1122 .Estándar de Internet 3. Actualizado por RFC 1349 , 4379 , 5884 , 6093 , 6298 , 6633 , 6864 , 8029 y 9293 .
- ↑ "Introducción al conjunto de protocolos de Internet" . Guía de administración del sistema, volumen 3 .
- ↑ "X.225 : Tecnología de la información – Interconexión de sistemas abiertos – Protocolo de sesión orientado a la conexión: Especificación del protocolo" . Archivado del original el 1 de febrero de 2021. Recuperado el 10 de marzo de 2023 .
- ↑ "Capa de transporte" (PDF) . Universidad Galgotias .
- ^ Heena, Khera. "Comunicación de datos y redes" (PDF) . Universidad Galgotías . pag. 9.
- 1 2 Eddy, W. (agosto de 2022). Protocolo de control de transmisión (TCP) . IETF . sec. 2.2. doi : 10.17487/RFC9293 . RFC 9293 .
- 1 2 Postel, J. (agosto de 1980). Protocolo de datagramas de usuario . IETF . doi : 10.17487/RFC0768 . RFC 768 .
- ↑ Eddy, W. (agosto de 2022). Protocolo de control de transmisión (TCP) . IETF . sec. 4. doi : 10.17487/RFC9293 . RFC 9293 .
- ↑ Eddy, W. (agosto de 2022). Protocolo de control de transmisión (TCP) . IETF . sec. 3.8. doi : 10.17487/RFC9293 . RFC 9293 .
- ↑ Eddy, W. (agosto de 2022). Protocolo de control de transmisión (TCP) . IETF . sec. 3.8.2. doi : 10.17487/RFC9293 . RFC 9293 .
- ↑ Eggert, L.; Fairhurst, G.; Shepherd, G. (marzo de 2017). Directrices de uso de UDP . IETF . sec. 1. doi : 10.17487/RFC8085 . RFC 8085 .
- ↑ Eggert, L.; Fairhurst, G.; Shepherd, G. (marzo de 2017). Directrices de uso de UDP . IETF . sec. 4. doi : 10.17487/RFC8085 . RFC 8085 .
- ↑ Tecnología de la información — Interconexión de sistemas abiertos — Protocolo para la prestación del servicio de transporte en modo de conexión (Informe). Unión Internacional de Telecomunicaciones . Noviembre de 1995. Recomendación UIT-T X.224; ISO/IEC 8073:1995 . Consultado el 3 de julio de 2026 .
- ^ Papastergiou y col. 2017 , pág. 620-624.
- ↑ Iyengar, J.; Thomson, M. (mayo de 2021). QUIC: un transporte seguro y multiplexado basado en UDP . IETF . sec. 1. doi : 10.17487/RFC9000 . RFC 9000 .
- ↑ Brian C. Smith, Cyclic-UDP: Un protocolo de mejor esfuerzo basado en prioridades (PDF) , consultado el 23 de febrero de 2020 .
- ↑ "RFC 8200" . Consultado el 15 de junio de 2025. A
diferencia de IPv4, el comportamiento predeterminado cuando los paquetes UDP se originan en un nodo IPv6 es que la suma de verificación UDP no es opcional.
- ↑ «Recomendación UIT-T X.224 (11/1995) ISO/IEC 8073» . Itu.int . Consultado el 17 de enero de 2017 .
- ↑ «Recomendación UIT-T X.234 (07/1994) ISO/IEC 8602» . Itu.int . Consultado el 17 de enero de 2017 .
Bibliografía
- Corbet, Jonathan (29 de enero de 2018). "QUIC como solución a la osificación de protocolos" . LWN.net .
- Papastergiou, Giorgos; Fairhurst, Gorry; Ros, David; Brunstrom, Anna; Grinnemo, Karl-Johan; Hurtig, Per; Khademi, Naeem; Tüxen, Michael; Welzl, Michael; Damjanovic, Dragana; Mangiante, Simone (2017). "Desosilenciando la capa de transporte de Internet: una revisión y perspectivas futuras". IEEE Communications Surveys & Tutorials . 19 : 619–639 . doi : 10.1109/COMST.2016.2626780 . hdl : 2164/8317 . S2CID 1846371 .
- Modelo OSI