La comunicación dentro de una red IP es un proceso que involucra múltiples capas, protocolos y dispositivos trabajando en conjunto para que los datos lleguen desde un origen hasta un destino.
El modelo de capas
La comunicación en red se organiza en capas. Los dos modelos principales son:
| Capa OSI | Capa TCP/IP | Función | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| 7 – Aplicación | Aplicación | Interfaz con el usuario | HTTP, DNS, SMTP |
| 6 – Presentación | Aplicación | Formato de datos | SSL/TLS, JPEG |
| 5 – Sesión | Aplicación | Control de sesiones | NetBIOS |
| 4 – Transporte | Transporte | Entrega fiable | TCP, UDP |
| 3 – Red | Internet | Enrutamiento | IP, ICMP |
| 2 – Enlace de datos | Acceso a red | Acceso al medio | Ethernet, Wi-Fi |
| 1 – Física | Acceso a red | Señales eléctricas/ópticas | Cable, fibra |
📖 Más detalle: Diferencias entre OSI/ISO y TCP/IP
El proceso de comunicación paso a paso
1. Encapsulación (envío)
Cuando un dispositivo quiere enviar datos, el proceso es:
- Capa de Aplicación: El usuario genera datos (ej: una petición web HTTP).
- Capa de Transporte: Los datos se dividen en segmentos (TCP) o datagramas (UDP). Se añaden puertos de origen y destino.
- Capa de Red (IP): Cada segmento se encapsula en un paquete IP. Se añade la dirección IP de origen y destino.
- Capa de Enlace: El paquete se encapsula en una trama (frame). Se añade la dirección MAC de origen y destino.
- Capa Física: La trama se convierte en bits y se transmite por el medio (cable, Wi-Fi, fibra).
2. Desencapsulación (recepción)
El proceso inverso ocurre en el destino: se van quitando las cabeceras de cada capa hasta llegar a los datos originales.
ENVÍO: RECEPCIÓN:
[Datos] [Datos]
[TCP + Datos] [TCP + Datos]
[IP + TCP + Datos] [IP + TCP + Datos]
[ETH + IP + TCP + Datos + FCS] [ETH + IP + TCP + Datos + FCS]
→ bits por el cable → ← bits por el cable ←
Enrutamiento: cómo viajan los paquetes
El enrutamiento es el proceso por el cual los routers determinan la mejor ruta para que un paquete llegue a su destino.
Comunicación en la misma red (LAN)
Si el origen y el destino están en la misma subred:
- El dispositivo origen compara su IP con la del destino usando la máscara de subred.
- Si están en la misma red → envía directamente usando la dirección MAC del destino.
- Si no conoce la MAC → usa ARP (Address Resolution Protocol) para descubrirla.
Comunicación entre redes diferentes
Si el destino está en otra subred:
- El dispositivo origen envía el paquete a su puerta de enlace predeterminada (gateway) → el router.
- El router examina la dirección IP de destino.
- Consulta su tabla de enrutamiento para encontrar la mejor ruta.
- Reenvía el paquete al siguiente router (next hop).
- Este proceso se repite en cada router hasta llegar a la red de destino.
💡 Cada router por el que pasa un paquete se llama HOP. El comando
traceroute(otracerten Windows) te muestra todos los hops hasta un destino.
Direcciones MAC vs direcciones IP
| Característica | Dirección MAC | Dirección IP |
|---|---|---|
| Capa | Enlace de datos (2) | Red (3) |
| Alcance | Local (misma LAN) | Global (entre redes) |
| Formato | AA:BB:CC:DD:EE:FF | 192.168.1.1 |
| Asignada por | Fabricante (hardware) | Administrador (software) |
| Cambia en cada hop | ✅ Sí | ❌ No |
Punto clave: La dirección IP de origen y destino no cambia durante todo el viaje del paquete (excepto con NAT). Pero la dirección MAC cambia en cada salto — siempre apunta al siguiente dispositivo en la ruta.
NAT (Network Address Translation)
En la práctica, cuando un dispositivo de tu red local quiere acceder a Internet:
- Tu PC envía el paquete con su IP privada (ej:
192.168.1.100). - El router aplica NAT: reemplaza la IP privada por la IP pública del router.
- El servidor de Internet responde a la IP pública del router.
- El router traduce de vuelta y entrega la respuesta a tu PC.
Esto permite que miles de dispositivos compartan una sola IP pública.
Protocolo ARP
ARP (Address Resolution Protocol) es el mecanismo que traduce direcciones IP a direcciones MAC dentro de una LAN:
- El dispositivo envía un ARP Request en broadcast: «¿Quién tiene la IP 192.168.1.1?»
- El dispositivo con esa IP responde con un ARP Reply: «Yo soy 192.168.1.1, mi MAC es AA:BB:CC:DD:EE:FF»
- El origen guarda esta información en su tabla ARP (caché) para no preguntar de nuevo.
Resumen
Mismo segmento de red:
PC-A → [MAC destino: PC-B] → Switch → PC-B
Diferente red:
PC-A → [MAC destino: Router] → Router → [MAC destino: PC-B] → PC-B
(IP destino siempre = PC-B)
La comunicación en red es un proceso de capas cooperando: IP se encarga de la ruta global, MAC se encarga del salto local, y TCP se encarga de que todo llegue completo y en orden.