Las capas de red y de transporte

Por encima de la capa de enlace de datos, que solo funciona a nivel local, se encuentran dos capas que hacen posible una comunicación más amplia. La capa 3 es la capa de red y la capa 4 es la capa de transporte. La capa de red mueve datos entre redes independientes mediante direcciones lógicas, mientras que la capa de transporte gestiona la comunicación entre aplicaciones, incluida la fiabilidad. Juntas, transportan datos por Internet y los entregan al programa correcto.

La capa de red gestiona el direccionamiento lógico y el enrutamiento, y elige las rutas para que los datos puedan atravesar varias redes. Su elemento principal es la dirección IP (Internet Protocol), una dirección lógica que identifica un dispositivo en cualquier lugar de Internet, a diferencia de una dirección MAC local. En la capa de red se planifica y dirige el trayecto de una red a otra distante.

Una dirección IP es una dirección lógica y jerárquica que se puede enrutar a través de Internet. Como tiene una estructura, los routers pueden utilizar partes de ella para decidir la dirección, como cuando se lee un código postal. Las direcciones IP se pueden asignar y cambiar, a diferencia de las direcciones MAC fijas. Este direccionamiento lógico permite que un paquete encuentre un servidor al otro lado del mundo.

Los routers son los dispositivos principales de la capa 3. Un router lee la dirección IP de destino de cada paquete y lo reenvía hacia la red correcta, salto a salto. Los routers conectan distintas redes, por eso el router de su hogar conecta su LAN con Internet. Siempre que los datos deben pasar de una red a otra, un router de capa 3 toma la decisión.

La unidad de la capa de red es el paquete. Un paquete envuelve los datos de la capa de transporte con una cabecera IP que contiene las direcciones IP de origen y destino. Los routers leen esta cabecera para enrutar el paquete. A diferencia de una trama, un paquete está diseñado para viajar por muchas redes; mantiene las mismas direcciones IP de extremo a extremo, aunque las tramas locales que lo rodean cambien en cada salto.

La capa de transporte gestiona la comunicación de extremo a extremo entre aplicaciones. Divide los datos en segmentos, puede garantizar una entrega fiable y utiliza números de puerto para dirigir los datos al programa correcto. Mientras que la capa 3 lleva los paquetes al dispositivo correcto, la capa 4 se asegura de que lleguen a la aplicación adecuada de ese dispositivo y de que lo hagan correctamente.

TCP (Transmission Control Protocol) es el protocolo de transporte fiable. Establece una conexión, numera los segmentos, confirma la entrega mediante acuses de recibo y reenvía todo lo que se pierde. TCP garantiza que los datos lleguen completos y en orden, por lo que es ideal para páginas web, correo electrónico y transferencias de archivos. La contrapartida es una sobrecarga adicional debido a todo ese seguimiento minucioso.

UDP (User Datagram Protocol) es el protocolo de transporte rápido y ligero. Envía datos sin conexiones, acuses de recibo ni garantía de orden. Esto hace que UDP sea rápido y eficiente, ideal para vídeo en directo, llamadas de voz y juegos, donde la velocidad importa más que reenviar un paquete perdido. UDP intercambia fiabilidad por una sobrecarga reducida y un retraso mínimo.

Los números de puerto permiten que un dispositivo ejecute muchas aplicaciones de red a la vez. Cada servicio escucha en un puerto, como el 80 para el tráfico web o el 443 para el tráfico web seguro. La capa de transporte utiliza los puertos para entregar los datos entrantes a la aplicación correcta. Sin puertos, un dispositivo no podría saber si los datos recibidos están destinados al navegador, al correo electrónico o a un juego.

Juntas, estas capas forman el núcleo de la entrega por Internet. La capa de red utiliza direcciones IP y routers para entregar un paquete al dispositivo correcto a través de muchas redes. Después, la capa de transporte utiliza puertos y TCP o UDP para entregar los datos a la aplicación correcta de forma fiable o rápida. La capa 3 encuentra el dispositivo; la capa 4 encuentra el programa.

La capa 3, la capa de red, gestiona el direccionamiento IP lógico y el enrutamiento mediante routers, y mueve paquetes entre redes. La capa 4, la capa de transporte, gestiona la entrega de extremo a extremo mediante puertos y elige entre el TCP fiable y el UDP rápido. Estas capas intermedias permiten que los datos atraviesen Internet y lleguen exactamente a la aplicación correcta.

¿Qué capa utiliza direcciones IP y routers para mover datos entre redes independientes?

La capa de red (capa 3) utiliza direcciones IP lógicas y routers para enrutar paquetes entre redes independientes. La capa de transporte (capa 4) gestiona la entrega de extremo a extremo, utiliza números de puerto para llegar a la aplicación correcta y elige TCP para una entrega fiable y ordenada o UDP para una transferencia rápida y ligera. La capa 3 encuentra el dispositivo; la capa 4 encuentra el programa. Juntas, transportan datos por Internet.