¿Por qué la terminación de conexión TCP necesita un protocolo de enlace de 4 vías?

Los desarrollos modernos en la vida cotidiana, en términos de tecnología e Internet, solo son posibles con la ayuda de la suite TCP/IP. 

TCP se ha utilizado para la comunicación entre dispositivos en la red. Significa Protocolo de Control de Transmisión . Puede funcionar con cualquier tipo de red, ya sean redes personales o Internet. Por ejemplo, puede funcionar con la extranet o la intranet, etc.

En resumen, TCP simplemente determina la transferencia de datos en la red. TCP funciona dividiendo los datos en pequeños paquetes que pueden transferirse a través de la actividad de la red. 

Entendámoslo con un ejemplo, supongamos que el cliente necesita enviar algunos datos al servidor, serán enviados a través de un TCP. Se utiliza para crear una conexión entre el cliente y el servidor. Una vez que la conexión se establece con éxito y los datos se transfieren al servidor. Así, el siguiente paso será cerrar la conexión. 

Aquí, en este artículo, discutiremos la importancia de TCP en las redes informáticas y el establecimiento y terminación de la conexión TCP. Principalmente, discutiremos el proceso de apretón de manos de cuatro vías, su importancia, ventajas y desventajas.

Proceso de establecimiento de conexión TCP

TCP es un protocolo orientado a la conexión, que funciona en términos de modo dúplex completo. Entonces, lo primero es que requiere una conexión lógica bien establecida entre los dispositivos para que se puedan intercambiar datos. Aquí lo llamativo es que puede enviar datos a ambos lados.

Entonces, aquí están los 3 pasos principales, también conocidos como Apretón de manos TCP de 3 vías , que se requieren para establecer completamente la conexión TCP a continuación:

1. En el primer paso, por un lado, el cliente o el servidor inician el establecimiento de la conexión enviando «sincronizar» o un indicador SYN al otro lado. En este paso, el número de secuencia inicial del cliente se enviará al servidor para crear una conexión.
2. A cambio del indicador SYN, el servidor TCP enviará un «Reconocimiento» o indicador ACK junto con su número de secuencia inicial para el establecimiento de la conexión.
3. Y finalmente, con la confirmación del cliente a través de la bandera ACK, a cambio de la bandera SYN del servidor, se activará el establecimiento de la conexión. 

Ahora, para comprender claramente el proceso, aquí discutiremos los pasos adicionales para establecer la conexión TCP a continuación:

En el primer paso, el cliente envía una solicitud SYN para establecer una conexión, como el Paquete SYN: 1 al servidor. Después de recibir con éxito el indicador SYN o el paquete, ahora el servidor enviará un indicador ACK como el paquete ACK: 1 con el fin de confirmar al cliente. En el proceso, el servidor también puede enviar los datos al otro lado. Para esto, el servidor enviará los datos como el paquete SYN: 1 junto con el cliente. Finalmente, después de recibir los datos con éxito, el cliente enviará un indicador ACK como paquete ACK: 1 al servidor como confirmación. 

Para entenderlo, también puede echar un vistazo al siguiente diagrama:
 

El apretón de manos de cuatro vías o la terminación de la conexión TCP:

Aquí, para terminar una conexión TCP establecida, se necesitan intercambiar los siguientes 4 paquetes TCP. Lo cual puedes entender con las declaraciones a continuación:

1. Host A → Host B: indicador FIN establecido.
2. Host B → Host A: indicador ACK establecido.
3. Host B → Host A: indicador FIN establecido.
4. Host A → Host B: indicador ACK establecido.

Estos 4 pasos se conocen como protocolo de enlace TCP de 4 vías , que es necesario para finalizar una conexión TCP . Para la terminación de la conexión TCP establecida, los siguientes pasos son necesarios para el proceso. Los cuales se dan a continuación:

1. En primer lugar, desde un lado de la conexión, ya sea desde el cliente o desde el servidor, se enviará la bandera FIN como solicitud de finalización de la conexión.
2. En el segundo paso, quien reciba el indicador FIN enviará un indicador ACK como reconocimiento de la solicitud de cierre al otro lado.
3. Y, en el paso posterior, el servidor también enviará una bandera FIN como señal de cierre al otro lado.
4. En el paso final, el TCP, que recibió el indicador FIN final, enviará un indicador ACK como reconocimiento final para el cierre de la conexión sugerida.

Dado que se requieren los cuatro pasos principales para cerrar una conexión activa, se denomina protocolo de enlace de cuatro vías. Para una mejor comprensión, puede echar un vistazo al siguiente diagrama:
 

¿Por qué la terminación de conexión TCP necesita un protocolo de enlace de 4 vías?

Ahora la pregunta es, ¿por qué la terminación no puede enviar paquetes ACK y FIN a la vez? Por el cual se puede reducir un paso. ¿Y por qué es necesario el apretón de manos de cuatro vías aquí?

Bueno, al mirarlo detenidamente, se puede ver que el apretón de manos de cuatro vías es en realidad un conjunto de apretones de manos de dos vías. Sin embargo, no es del todo falso que, en algunos casos, el 2 y el 3 se pueden establecer en el mismo paquete.

El apretón de manos de cuatro vías funciona como un par de apretones de manos de dos vías. Donde, la primera fase es cuando el cliente envía el indicador FIN al servidor y, a cambio, el servidor envía el indicador ACK como reconocimiento. 

Esto se puede entender por la siguiente declaración:

Client ------FIN-----> Server
Client <-----ACK------ Server

En este punto, el cliente está en estado de espera, está esperando el indicador FIN del servidor. Entonces, la conexión puede ser terminada. Este estado se puede mencionar como FIN_WAIT_2. 

Ahora que sabemos que funciona como el modo dúplex completo, por lo que si la conexión de un lado se interrumpe, no se pueden enviar más datos desde ese lado de la conexión. Pero aún puede recibir los datos de otro lado. 

Aquí, el servidor puede enviar más datos cuando el Cliente está en el estado FIN_WAIT_2. Y una vez que el servidor haya terminado de enviar datos, el servidor enviará el indicador FIN al cliente como solicitud de finalización, y luego el cliente enviará el indicador ACK como confirmación para finalizar la conexión. 

Como se puede ver en el siguiente comunicado:

Client <-----FIN------ Server
Client ------ACK-----> Server

Entonces, como se explicó, en este caso, los pasos 2 y 3 no se pueden enviar como un solo paquete, ya que pertenecen a dos estados diferentes. 

En este caso, es necesario un protocolo de enlace de cuatro vías, ya que el primer indicador FIN, que el cliente envía al servidor, es una solicitud de terminación. Y el primer ACK, recibido por el cliente, es solo una respuesta a FIN 1. Ahora, aquí solo se desconecta la conexión del cliente, pero el servidor aún está en una posición de trabajo. Esto significa que aún puede tener algunos datos para enviar. Entonces, en esta condición, la conexión no se puede cortar repentinamente. aquí, los otros dos pasos deben ser realizados por el servidor. 

Ahora, la otra razón es que puede resultar difícil para ambas partes definir por qué el compañero no responde. Además, no solo el estado fuera de línea puede causar la pérdida de un paquete. Además, las otras excepciones en el procesamiento del servidor también pueden provocarlo. Y hay otro problema con esta idea es que en esta condición, el cliente tendrá que esperar mucho tiempo hasta que se agote el tiempo. Aquí, el apretón de manos de cuatro vías parece una opción mejor y más fácil para abordar estos problemas.

Ventajas de usar TCP

Aquí, algunas de las ventajas de usar conexiones TCP se dan a continuación:

• Es una forma segura de transferir datos, ya que requiere confirmaciones en cada paso antes de enviar cualquier dato. 
• Se puede utilizar en muchos campos diferentes relacionados con las redes informáticas.  
• Puede comunicarse a través de una variedad de redes diferentes, como protocolos, etc.
• Debido a su escalabilidad, se pueden agregar y retirar más dispositivos fácilmente. 
• En materia de seguridad, ayuda a identificar cada dispositivo en la red por dirección IP, lo que ayuda a mejorar la seguridad de la red. la dirección IP se puede utilizar para identificar el dispositivo.

Desventajas de usar TCP:

Estas son algunas de las desventajas de usar TCP. Que se da a continuación:

• No es capaz de representar los otros protocolos aceptados en la suite TCP/IP como en las otras conexiones Bluetooth.
• La línea entre el concepto de servicios, interfaces y protocolos no está clara.
• Aparte de eso, es un proceso que requiere mucho tiempo, ya que implica muchos pasos. Y además, la conexión no se puede cerrar sin obtener las banderas FIN junto con las banderas ACK como confirmación de ambos lados, lo que lleva tiempo.

Hasta ahora, hemos hablado sobre el papel de TCP en las redes informáticas. El proceso de establecer una conexión de red y terminarla a través del protocolo de enlace de cuatro vías. En conclusión, a pesar de sus limitaciones, es un método eficiente para transferir datos entre redes.