Trabajo en Red Básico
Cuando se escriben programas Java que se comunican a través de la red, se está programando en la capa de aplicación. Típicamente, no se necesita trabajar con las capas TCP y UDP -- en su lugar se puede utilizar las clases del paquete java.net. Estas clases porporcionan comunicación de red independiente del sistema. Sin embargo, necesitas entender la diferencia entre TCP y UDP para decidir que clases Java deberían utilizar tus programas.
Cuando dos aplicación se quieren comunicar una con otra de forma fiable, establecen una conexión y se envían datos a través de la conexión. Esto es parecido a hacer una llamada de teléfono --se establece una comunicación cuando se marca el número de teléfono y la otra persona responde. Se envían y reciben datos cuando se habla por el teléfono y se escucha lo que le dice la otra persona. Al igual que la compañia telefónica, TCP garantiza que los datos enviados por una parte de la conexión realmente llegan a la otra parte y en el mismo orden en el que fueron enviados (de otra forma daría un error).
Definición: TCP es un protocolo basado en conexión que proporciona un flujo fiable de datos entre dos ordenadores.
Las aplicaciones que requieren fiabilidad, canales punto a punto para comunicarse, utilizan TCP para ello. Hyper Text Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (ftp), y Telnet (telnet) son ejemplos de aplicaciones que requieren un canal de comunicación fiable. El orden en que los datos son enviados y recibidos a través de la Red es crítico para el éxito de estas aplicaciones -- cuando se utiliza HTTP para leer desde una URL, los datos deben recibirse en el mismo orden en que fueron enviados, de otra forma tendrás un fichero HTML revuelto, un fichero Zip corrupto o cualquier otra información no válida.
Para muchas aplicaciones esta garantía de fiabilidad es crítica para el éxito de la transferencia de información desde un punto de la conexión al otro. Sin embargo, otras formas de comunicación no necesitan esta comunicación tan estricta y de hecho lo que hace es estorbar porque la conexión fiable anula el servicio.
Considera, por ejemplo, un servicio de hora que envía la hora actual a sus clientes cuando estos lo piden. Si el cliente pierde un paquete, ¿tiene sentido volver a enviar el paquete? No porque la hora que recibiría el cliente ya no sería exacta. Si el cliente hace dos peticiones y recibe dos paquetes del servidor en distinto orden, realmente no importa porque el cliente puede imaginarse que los paquetes no están en orden y pedir otro. El canal fiable, aquí no es necesario, causando una degradación del rendimiento, y podría estorbar a la utilidad del servicio.
Otro ejemplo de servicio que no necesita un canal de fiabilidad garantizada es el comando ping. El único objetivo del comando ping es comprobar la comunicación entre dos programas a través de la red. De hecho, ping necesita concer las caidas o los paquetes fuera de orden para determinar lo buena o mala que es la conexión. Así un canal fiable invalidaría este servicio.
El protocolo UDP proporciona una comunicación no garantizada entros dos aplicaciones en la Red. UDP no está basado en la conexión como TCP. UDP envía paquetes de datos, llamados datagramas de una aplicación a la otra. Enviar datagramas es como envíar una carta a través del servicio de correos: el orden de envío no es importante y no está garantizado, y cada mensaje es independiente de los otros.
Definición: UDP es un protocolo que envía paquetes de datos independientes, llamados datagramas desde un ordenador a otro sin garantías sobre su llegada. UDP no está basado en la conexión como TCP.
Puertos
Generalmente hablando, un ordenador tiene una sola conexión física con la Red. Todos los datos destinados a un ordenador particular llegan a través de la conexión. Sin embargo, los datos podría ser utilizados por diferentes aplicaciones ejecutándose en el ordenador. ¿Entonces cómo sabe el ordenador a qué aplicación enviarle los datos? A través del uso de los puertos.Los datos transmitidos por internet están acompañados por una información de dirección que identifica el ordenador y el puerto al que están destinados. El ordenador está identificado por su dirección IP de 32 bits, esta dirección se utiliza para envíar los datos al ordenador correcto en la red. Los puertos están identificados por un número de 16 bits, que TCP y UDP utilizan para envíar los datos a la aplicación correcta.
En aplicaciones basadas en la conexión, una aplicación establece una conexión con otra aplicación uniendo un socket a un número de puerto. Esto tiene el efecto de registrar la aplicación con el sistema para recibir todos los datos destinados a ese puerto. Dos aplicaciones no pueden utilizar el mismo puerto: intentar acceder a un puerto que ya está utilizado dará un error.
En comunicaciones basadas en datagramas, los paquetes de datagramas contienen el número de puerto del destinatario.
Definición: Los protocolos TCP y UDP utilizan puertos para dirigir los datos de entrada a los procesos particulares que se están ejecutando en un ordenador.
Los números de puertos tienen un rango de 0 a 65535 (porque los puertos están representados por un número de 16 bits). Los puertos entre los números 0 - 1023 están restringidos -- están reservados para servicios bien conocidos como HTTP, FTP y otros servicios del sistema. Tus aplicaciones no deberían intentar unirse a estos puertos. Los puertos que están reservados para los servicios bien conocidos como HTTP y FTP son llamados puertos bien conocidos.
A través de las clases del paquete java.net, los programas Java puede utilizan TCP o UDP para comunicarse a través de Internet. Las clases URL, URLConnection, Socket, y SocketServer utilizan el TCP para comunicarse a través de la Red. Las clases DatagramPacket y DatagramServer utilizan UDP.