Capa de Transporte

El nivel de transporte o capa transporte es el cuarto nivel del modelo OSI encargado de la transferencia libre de errores de los datos entre el emisor y el receptor, aunque no estén directamente conectados, así como de mantener el flujo de la red. Es la base de toda la jerarquía de protocolo. La tarea de esta capa es proporcionar un transporte de datos confiable y económico de la máquina de origen a la máquina destino, independientemente de la red de redes física en uno. Sin la capa transporte, el concepto total de los protocolos en capas tendría poco sentido.

Este nivel actúa como un puente entre los tres niveles inferiores totalmente orientados a las comunicaciones y los tres niveles superiores totalmente orientados al procesamiento. Además, garantiza una entrega confiable de la información.

Asegura que la llegada de datos del nivel de red encuentra las características de transmisión y calidad de servicio requerido por el nivel 5 (Sesión).

Funciones de la Capa de Transporte

La capa de Transporte permite la segmentación de datos y brinda el control necesario para reensamblar las partes dentro de los distinto streams de comunicación. Las responsabilidades principales que debe cumplir son:

• Seguimiento de conversaciones individuales: Es responsabilidad de la capa de transporte mantener los diversos streams de comunicación entre diferentes aplicaciones.
• Segmentación de datos: Los protocolos de la capa de transporte describen los servicios que segmentan los datos generados en la capa de Aplicación, los encapsulan y les agregan encabezados para indicar la comunicación a la cual está asociada.
• Reensamblaje de segmentos: Los protocolos de la capa de Transporte describen cómo se utiliza la información de encabezado para reensamblar las secciones de datos en streams y enviarlas a la capa de aplicación.
• Identificación de las aplicaciones: Para poder transferir los streams de datos a las aplicaciones adecuadas, la capa de Transporte debe identificar la aplicación de destino. Para lograr esto, la capa de Transporte asigna un identificador a la aplicación. Los protocolos TCP/IP denominan a este identificador número de puerto. A todos los procesos de software que requieran acceder a la red se les asigna un número de puerto exclusivo en ese host, el cual se utiliza en el encabezado de la capa de Transporte para indicar con qué aplicación esta asociada esa sección de datos. 

TCP Y UDP

Los dos protocolos más comunes de la capa de transporte son TCP y UDP. Ambos gestionan la comunicación de múltiples aplicaciones.

Protocolo de Datagramas de Usuarios (UDP): 

Es un protocolo simple sin conexión. Cuenta con la ventaja de proveer la entrega de datos sin utilizar muchos recursos.

Entre las aplicaciones que usan UDP se incluyen:

• DNS
• Streaming de video
• VoIP

Protocolo de Control de Transmisión (TCP)

Es un protocolo orientado a la conexión. Incurre en el uso adicional de recurso para agregar funciones. Cada segmento de TCP posee 20 bytes de carga en encabezado que encapsulan los datos de la capa de aplicación, mientras que cada segmento UDP solo posee 8 bytes de carga.

Las aplicaciones que utilizan TCP son:

• Exploradores web.
• E-mail.
• Transferencia de archivos.

Existen distintos tipos de número de puerto

Puertos bien conocidos: (números del 0 al 1023) Estos números se reservan para servicios y aplicaciones como por ejemplo HTTP, POP3, TELNET.

Puertos registrados: (números 1.024 al 49.151) están asignados a procesos o aplicaciones del usuario. Son principalmente aplicaciones individuales que el usuario elige instalar.

Puertos dinámicos o privados: (números del 49.152 al 65.535) también conocidos como puertos efímeros, suelen asignarse de manera dinámica a aplicaciones de cliente cuando se inicia una conexión.

Encabezado de TCP

Establecimiento y finalización de la conexión TCP

Cuando dos Hosts se comunican TCP,  se establece una conexión antes de que puedan intercambiarse los datos. Luego de que se completa la comunicación, se cierran las sesiones y la conexión finaliza.

Los tres pasos para el establecimiento de una conexión son:

1. El cliente que inicia la conexión envía un segmento que contiene un valor de secuencia inicial que actúa como solicitud para el servidor.
2. El servidor responde con un segmento que contiene un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia recibido mas uno, además de su propio valor de secuencia de sincronización. 
3. El cliente que inicia la conexión responde con un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia que recibió mas uno. Esto completa el proceso de establecimiento de la conexión.

Dentro del encabezado del segmento TCP existen 6 campos de un bit que contienen información de control utilizada para gestionar los procesos de TCP. Estos campos son los siguientes:

• URG: Urgente Campo de Señalizador significativo. 
• ACK: Campo significativo de Acuse de Recibo.
• PSH: Función de Empuje.
• RST: Reconfiguración de la Conexión
• SYN: Sincronizar Número de Secuencia.
• FIN: No hay más datos desde el Emisor.

Estos campos se los denomina señaladores porque el valor de uno de estos campos es solo 1 bit, entonces tiene solo dos valores 1 o 0. Si el valor del bit se establece en 1, indica la información de control que contiene el segmento.

Si se utiliza un proceso de 4 pasos los señalizadores se intercambian para finalizar la conexión TCP.

Si lo anterior por alguna razón no te quedó claro, a continuación dejamos dos vídeos explicativos de la Capa de Transporte

También dejamos disponible, como en la entrada anterior, la posibilidad de descargar  (en formato PDF) la unidad 4:

Unidad 4: Capa de Transporte (.pdf)

Pon a prueba tus conocimientos sobre la capa de Transporte con el siguiente Test de opción múltiple:

Test (Hacer click aquí)

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