TCP vs UDP y puertos

📋 En esta lección

Los dos protocolos de transporte: TCP (fiable, orientado a conexión, three-way handshake) y UDP (rápido, sin conexión, sin garantías). Cuándo usar cada uno y los puertos conocidos que el examen pregunta siempre.

Qué son TCP y UDP

La capa de transporte (capa 4 del OSI) se encarga de la comunicación extremo a extremo entre procesos — no entre dispositivos, sino entre aplicaciones concretas que corren en esos dispositivos.

Para eso existen dos protocolos: TCP (Transmission Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol). Son complementarios, no competidores — cada uno existe para resolver un problema diferente.

El problema que resuelve

IP mueve paquetes de A a B, pero no garantiza nada: los paquetes pueden llegar en desorden, duplicados, o no llegar. Para una transferencia de archivo, eso es inaceptable — el archivo quedaría corrupto. Para una videollamada en tiempo real, un paquete perdido es mucho menos dañino que pausar la imagen esperando su retransmisión.

TCP y UDP dan a las aplicaciones la opción de elegir: fiabilidad o velocidad. Ninguno es mejor en abstracto — todo depende del caso de uso.

TCP: fiabilidad sobre todo

TCP es orientado a conexión: antes de enviar datos, los dos extremos negocian y establecen la conexión. Los datos se transmiten con garantías de entrega, orden y detección de errores.

El three-way handshake 🎯

Antes de cualquier dato de aplicación, TCP realiza tres mensajes de negociación:

Cliente                          Servidor
   |  ────── SYN ─────────────→  |   "quiero conectar, seq=1000"
   |  ←────── SYN-ACK ─────────  |   "de acuerdo, seq=2000, ack=1001"
   |  ────── ACK ─────────────→  |   "recibido, ack=2001"
   |                              |
   [Conexión establecida — fluyen los datos]

• SYN: "synchronize" — el cliente propone sus números de secuencia iniciales
• SYN-ACK: el servidor acepta y propone los suyos
• ACK: el cliente confirma

Una vez establecida, cada segmento lleva un número de secuencia y el receptor envía un acuse de recibo (ACK). Si un segmento no llega, el emisor lo retransmite.

TCP también regula cuántos datos se envían sin confirmación (ventana deslizante) y detecta la congestión de red reduciendo la tasa de envío. Todo esto tiene un coste: overhead de procesamiento y algo de latencia adicional.

UDP: velocidad sobre todo

UDP es sin conexión: envía datagramas sin negociación previa ni esperar confirmación. Si el paquete se pierde, UDP no lo sabe ni le importa — eso es responsabilidad de la aplicación si le interesa manejarlo.

Lo que UDP pierde en fiabilidad lo gana en:

• Baja latencia: sin handshake, los datos salen inmediatamente
• Menor overhead: cabecera UDP de solo 8 bytes frente a los 20–60 bytes de TCP
• Sin bloqueo por cola: un paquete perdido no detiene a los siguientes (TCP sí puede causar head-of-line blocking)

¿Cuándo usar UDP?

Los puertos: la dirección de la aplicación

Una IP identifica un dispositivo. Pero un dispositivo ejecuta cientos de procesos a la vez: navegador, SSH, cliente DNS, servidor de correo… Los puertos son números de 16 bits (0–65535) que identifican el proceso dentro del dispositivo.

La combinación IP:puerto se llama socket. Una conexión TCP se define por el par de sockets (IP-origen:puerto-origen, IP-destino:puerto-destino) — los cuatro valores juntos identifican unívocamente la conexión.

Rangos de puertos

Puertos que el examen pregunta 🎯

📝 🧠 No los memorices todos de golpe

Los irás asimilando de forma natural a medida que los uses en labs y en las configuraciones de ACLs del Módulo 10. Los más importantes para el examen son 22, 23, 53, 67/68, 80 y 443.

Ejemplo técnico: socket en el navegador

Cuando tu navegador abre https://subnetting.com:

• DNS resuelve el nombre a una IP (puerto 53/UDP)
• Se establece conexión TCP: puerto destino 443, puerto origen 54321 (efímero, asignado por tu SO)
• Socket completo: (192.168.1.10:54321, 93.184.216.34:443)

Cada pestaña que abres genera un socket diferente con un puerto efímero distinto — así el sistema operativo sabe a qué pestaña pertenece cada respuesta del servidor.

Casos de uso reales

• Reglas de firewall por puerto: "permitir TCP/443 desde cualquier origen hacia el servidor web" es una regla de firewall típica — imposible sin conocer los puertos.
• Diagnóstico de conectividad: netstat -an (Windows/Linux) muestra todos los sockets activos. ss -tlnp en Linux muestra qué servicios escuchan en qué puerto.
• ACLs extendidas de Cisco: filtran por IP de origen/destino Y por protocolo/puerto — lo verás en el Módulo 10. Sin los puertos bien memorizados, las ACLs son opacas.

Buenas prácticas profesionales 🔬

• Aprende los puertos comunes no por el examen, sino porque los verás en logs, capturas de Wireshark y reglas de firewall a diario.
• Un servidor web que no responde en el puerto 443 y sí responde al ping es un problema de capa 4 o de la aplicación — no de la red física. El OSI bottom-up lleva aquí en segundos.
• Usa TCP para transferencias que no puedes repetir (ficheros, transacciones, bases de datos). Usa UDP cuando la aplicación puede gestionar las pérdidas ella sola.

💡 💡 Tenla abierta mientras estudias

La chuleta de puertos comunes reúne los que caen en el examen con su protocolo de transporte. Consúltala las primeras veces; a la cuarta ya no te hará falta.

Relación con otros conceptos

• Los puertos son la clave para las ACLs extendidas (Módulo 10) y el troubleshooting de conectividad de aplicaciones.
• El three-way handshake es lo que detecta un firewall stateful para saber si una conexión fue iniciada desde dentro o desde fuera de la red.
• DNS (UDP/53), DHCP (UDP/67-68), SSH (TCP/22) se estudian en profundidad en el Módulo 8 (servicios de red).

Resumen

TCP es orientado a conexión, fiable y usa el three-way handshake (SYN → SYN-ACK → ACK) con números de secuencia y ACKs. Ideal para transferencias críticas. UDP es sin conexión, rápido y sin garantías. Ideal para tiempo real. Los puertos identifican el proceso dentro del dispositivo: 0–1023 bien conocidos, 1024–49151 registrados, 49152–65535 efímeros. Memoriza los puertos más habituales — los usarás en ACLs, firewalls y diagnóstico durante toda tu carrera en redes.

Fuentes oficiales

• RFC 9293 — Transmission Control Protocol (la especificación vigente de TCP)
• RFC 768 — User Datagram Protocol (tres páginas: léelo entero)
• IANA — registro oficial de puertos y nombres de servicio