Protocolos · Clase 4 · TGSIT

// qué es un protocolo

📜 ¿Qué es un protocolo?

El idioma y las reglas que ambos extremos respetan.

Un protocolo es un conjunto de reglas que define cómo se formatean, envían, reciben y confirman los datos entre dos dispositivos. Sin un protocolo común, dos equipos no se entienden, aunque estén físicamente conectados.

Analogía: dos personas pueden estar cara a cara, pero si una habla solo japonés y la otra solo español, no se comunican. El protocolo es el idioma compartido y las reglas de cortesía (cuándo hablar, cómo confirmar que entendiste).

En esta clase vemos cuatro protocolos clave, cada uno en su capa: CSMA/CD (cómo se accede al medio), IP (direccionar y enrutar), TCP/UDP (entrega de los datos) y NAT (traducir direcciones en el borde).

// csma/cd

📻 CSMA/CD — Acceso al medio

CSMA/CD = Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (Acceso Múltiple con Detección de Portadora y de Colisiones). Es el método clásico de Ethernet para que varias estaciones compartan un mismo medio (como un bus o un hub) sin pisarse.

Analogía: es como una charla educada en una mesa. Antes de hablar, escuchás si alguien más está hablando (carrier sense). Si está libre, hablás. Si dos arrancan a la vez, se dan cuenta (colisión), se callan, y cada uno espera un ratito al azar antes de reintentar.

El procedimiento, paso a paso:

Escuchar (Carrier Sense): la estación verifica si el medio está libre.
Transmitir: si está libre, envía los datos.
Detectar colisión: si otra transmitió a la vez, las señales chocan.
Señal de atasco (jam): avisa a todos que hubo colisión.
Backoff aleatorio: cada estación espera un tiempo al azar (backoff exponencial) y reintenta.

Importante: CSMA/CD solo tiene sentido en redes half-duplex con medio compartido (hubs). En las redes modernas con switch y full-duplex, cada puerto es su propio dominio de colisión, así que prácticamente no hay colisiones y CSMA/CD queda como concepto histórico. En WiFi se usa una variante: CSMA/CA (Collision Avoidance, evita en vez de detectar).

// ip

🧭 IP — Internet Protocol (capa 3)

El protocolo IP se encarga de direccionar cada paquete (origen y destino) y de enrutarlo entre redes hasta llegar al destino. Es la base sobre la que viaja casi todo en Internet.

Es no orientado a conexión: cada paquete viaja por su cuenta.
Es best effort ("mejor esfuerzo"): no garantiza la entrega, ni el orden, ni que no se pierdan paquetes.
La fiabilidad (confirmar, reordenar, retransmitir) la aporta TCP por encima.

          Clave: IP pone la dirección y mueve el paquete, pero no promete que llegue.
          Si necesitás garantía de entrega, esa la da TCP. Si no te importa perder alguno, alcanza con UDP.
        

// tcp vs udp

🤝 TCP y UDP (capa 4)

TCP (Transmission Control Protocol) es orientado a conexión y confiable: antes de enviar datos abre la conexión con el saludo de tres vías (SYN → SYN-ACK → ACK), confirma cada entrega con ACK, reordena y retransmite lo que se pierde. UDP es lo contrario: sin conexión, sin confirmaciones, rápido y liviano.

Característica	TCP	UDP
Conexión	Orientado a conexión (handshake)	Sin conexión
Fiabilidad	Garantiza entrega y orden	Sin garantías
Velocidad	Más lento (más control)	Más rápido (liviano)
Confirmación	Sí (ACK)	No
Usos típicos	Web, correo, descargas, archivos	Streaming, VoIP, juegos, DNS

Analogía: TCP es como una carta certificada: el correo te avisa que llegó y, si se pierde, se reenvía. UDP es como gritar un mensaje por la ventana: es instantáneo, pero nadie te confirma si el otro lo escuchó.

Mirá el saludo de tres vías paso a paso en la pestaña TCP.

// nat

🔁 NAT — Network Address Translation

NAT traduce las direcciones IP privadas de tu red local a una IP pública (y al revés con las respuestas). Lo hace el router en el borde de la red. Gracias a NAT, decenas de equipos con IP privada pueden salir a Internet compartiendo una sola IP pública.

PAT (NAT overload): la forma más común. Distingue cada conexión por el número de puerto, así muchos equipos usan la misma IP pública a la vez.
DNAT (port forwarding): redirige un puerto público hacia un servidor interno (por ejemplo, exponer una web que corre en una PC de la LAN).

Analogía: NAT es como la recepción de un edificio de oficinas. Hacia afuera todos comparten una sola dirección (la del edificio). La recepcionista anota qué interno hizo cada llamada para devolver la respuesta a la oficina correcta. Esa "libreta" es la tabla NAT.

Probá la traducción con varias PC en la pestaña NAT.

// lo que no podés olvidar

✅ Resumen

Protocolo = reglas comunes para comunicarse.
CSMA/CD: escuchar → transmitir → detectar colisión → backoff aleatorio. Solo en medio compartido (hubs).
IP (capa 3): direcciona y enruta, pero es best effort (no garantiza entrega).
TCP: confiable, orientado a conexión, saludo de 3 vías (SYN/SYN-ACK/ACK).
UDP: rápido, sin conexión ni garantías (streaming, VoIP, juegos, DNS).
NAT: traduce IP privada ↔ pública; PAT usa puertos para compartir una IP.

// saludo de tres vías

🤝 TCP vs UDP, paso a paso

Elegí el protocolo y avanzá paso a paso. Con TCP vas a ver el saludo de tres vías (SYN → SYN-ACK → ACK), la transferencia con confirmación (ACK) y el cierre ordenado (FIN). Con UDP vas a ver que se disparan datagramas sin conexión ni confirmación… y que alguno se puede perder sin que nadie lo reintente.

Estado de la conexión

Cerrada

Tocá “Siguiente paso” para comenzar.

Paso 0

// traductor de direcciones (pat)

🔁 ¿Cómo comparten una IP pública?

Tres PC con IP privada quieren salir a Internet, pero el router tiene una sola IP pública. Elegí una PC y abrí una conexión: vas a ver cómo NAT/PAT crea una entrada en la tabla de traducción usando un puerto distinto para cada una, y cómo la respuesta vuelve a la PC correcta.

LAN (privada)

PC1192.168.1.10

PC2192.168.1.11

PC3192.168.1.12

Router NAT

Interfaz LAN:
192.168.1.1

Interfaz WAN (pública):
200.1.1.1

Internet

Servidor web203.0.113.8:80

PC que inicia

Tabla de traducción NAT/PAT

Origen privado	→ Origen público	Destino

Elegí una PC y tocá “Abrir conexión”.

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