¿Qué agrega TCP / UDP a la "ip sin procesar"?

Sé que tanto TCP como UDP están construidos sobre IP, y sé las diferencias entre TCP y UDP, pero estoy confundido acerca de qué es exactamente "IP sin procesar". ¿Sería justo decir que TCP y UDP implementan IP, pero que la IP en sí misma no es capaz de transferir datos? ¿O es IP una forma de comunicación de muy bajo nivel, que TCP y UDP abstraen aún más?

IP es un protocolo de capa 3 . TCP / UDP son protocolos de capa 4 . Cada uno tiene diferentes propósitos.

La capa 3 se encarga de la entrega de extremo a extremo . Su única función es agregar lo que sea necesario a un paquete para obtener un paquete de un host a otro.

La capa 4 se encarga de la entrega de servicio a servicio . Su única función es segregar flujos de datos. Su computadora puede tener múltiples programas en ejecución, cada uno de los cuales envía / recibe bits al cable. IE: podría tener múltiples pestañas del navegador ejecutándose, transmitiendo radio por Internet, ejecutando una descarga, ejecutando algunos torrents legales , utilizando una aplicación de chat, etc. Todos estos reciben 1s y 0s del cable, y la Capa 4 segrega cada flujo de datos al Aplicación única que los necesita. Aquí hay una ilustración:

IP no puede entregar un paquete al servicio / aplicación correcto. Y TCP / UDP no puede entregar un paquete de un extremo de Internet al otro.

Tanto TCP como IP trabajan juntos para permitirles a ambos alcanzar el "objetivo final" de la comunicación por Internet.

Los datos que deben pasar de un host a otro son generados por las capas superiores del modelo OSI.

Estos datos se pasan a L4, que agregará la información necesaria para entregar los datos de un servicio a otro, como un encabezado TCP con un puerto de origen y de destino. Los datos y el encabezado L4 ahora se denominan segmento.

Luego, el segmento se pasará a L3, que agregará la información necesaria para entregar el segmento de extremo a extremo, como un encabezado IP con una dirección IP de origen y de destino. El encabezado L3 y el segmento ahora se pueden denominar paquetes.

Este proceso se conoce como encapsulación y desencapsulación (o, a veces, decapsulación). Aquí hay una animación de cómo funciona:

Si esto no tiene sentido, sugiero leer más sobre el modelo OSI y cómo cada capa tiene diferentes responsabilidades que funcionan juntas para lograr mover un paquete a través de Internet .

IP puede transmitir datos bien, el problema es lo que sucede cuando esos datos llegan al otro extremo. La única información de identificación son las direcciones IP de los hosts y un número de protocolo. Ninguno de los dos proporciona ninguna forma de distinguir para qué socket son los datos.

Es posible que los programas usen IP directamente a través de lo que se conoce como "sockets sin procesar", pero la falta de un mecanismo adecuado para decidir a qué socket enviar datos genera problemas de seguridad y rendimiento (el núcleo debe enviar los datos a todos los sockets sin procesar) para un número de protocolo dado). Por esta razón, la capacidad de abrir "sockets sin procesar" generalmente está restringida a root (o el equivalente de su plataforma).

UDP es una capa bastante mínima sobre IP. Agrega números de puerto para identificar para qué socket son los datos y una suma de verificación (para rechazar paquetes corruptos). La aplicación sigue siendo responsable de lidiar con los paquetes perdidos, controlar la congestión y dividir los datos en paquetes de tamaño apropiado.

TCP es un protocolo más complejo que, además de proporcionar números de puerto y sumas de comprobación, divide los flujos de bytes en paquetes, los vuelve a ensamblar en su destino y proporciona control de congestión y funciones de recuperación.

IP es un protocolo OSI de capa 3, mientras que TCP y UDP son protocolos OSI de capa 4. Como protocolo de capa 3, IP puede transportar muchos protocolos de capa 4 diferentes. TCP y UDP son probablemente los más comunes, pero no son los únicos. Los protocolos de capa 4 son los que las aplicaciones usan como conexiones de extremo a extremo. IP transporta protocolos de capa 4 de red a red (host a host). Los protocolos de capa 2, como ethernet, transportan protocolos de capa 3 en una LAN.

Debe investigar el modelo OSI, pero tenga en cuenta que es un modelo conceptual y que el mundo real a menudo no coincide exactamente.