TCP transforma flujos de bytes arbitrarios en segmentos manejables para la red. Cada segmento transporta números de secuencia que permiten reensamblar el mensaje original incluso si los paquetes llegan tarde, duplicados o fuera de orden.
Comprender la segmentación y la numeración es clave para explicar por qué las capturas de Wireshark muestran ACK aparentemente repetidos, cómo se detectan huecos y cómo la capa de transporte corrige los problemas antes de que impacten a la aplicación.
Un segmento TCP es la unidad que viaja entre hosts. Combina una cabecera con números de puerto, secuencias y flags, seguida por datos de aplicación. Su tamaño depende del MSS (Maximum Segment Size) negociado durante el three-way handshake y del MTU disponible en la ruta.
MTU - 40 bytes (20 de IP + 20 de TCP), por ejemplo 1460 en redes Ethernet estándar.
Cada conexión elige un número de secuencia inicial aleatorio (ISN). A partir de ahí cada byte transmitido incrementa el contador en uno. Cuando el receptor envía un ACK con valor N está confirmando que ha recibido todo hasta el byte N-1.
| Campo | Función |
|---|---|
| Número de secuencia | Marca el primer byte transportado en el segmento. |
| Número de ACK | Próximo byte esperado; confirma implícitamente los anteriores. |
| Ventana | Indica cuántos bytes adicionales pueden enviarse sin recibir más ACK. |
Cuando aparecen ACK duplicados es porque el receptor está esperando un segmento faltante; TCP usa esta señal para disparar retransmisiones rápidas.
No hay que confundir la segmentación voluntaria de TCP con la fragmentación involuntaria de la capa IP. La primera ocurre en el host de origen y conserva los números de secuencia; la segunda sucede cuando un router encuentra un MTU menor al esperado y divide el paquete IP, lo que puede generar pérdidas costosas.
Por eso es recomendable ajustar el MSS y utilizar mecanismos como Path MTU Discovery para evitar fragmentar en la red.
El receptor almacena temporalmente los segmentos que llegan fuera de orden. Si recibe bytes 0-999 y luego 2000-2999, guardará el hueco 1000-1999 hasta que aparezca el segmento faltante.
Cuando el hueco se completa, el receptor entrega los datos a la aplicación respetando la secuencia original. Este proceso requiere buffers suficientes, por lo que el control de flujo anunciado en la ventana es tan importante.
En Wireshark se pueden seguir los números de secuencia activando las columnas SEQ/ACK Analysis. Un ejemplo común:
Los gráficos Sequence vs. Time muestran una línea ascendente que se aplana cuando la red frena la entrega. Detectar pendientes rotas ayuda a diagnosticar saturación o limitaciones de ventana.
El siguiente código divide un mensaje en segmentos, los mezcla para simular entregas fuera de orden y luego los reconstruye usando los números de secuencia:
import random
def segmentar(texto, mss=12):
segmentos = []
for i in range(0, len(texto), mss):
segmentos.append((i, texto[i:i + mss]))
return segmentos
def desordenar(segmentos):
mezcla = segmentos[:]
random.shuffle(mezcla)
return mezcla
def reensamblar(segmentos):
segmentos_ordenados = sorted(segmentos, key=lambda item: item[0])
return "".join(parte for _, parte in segmentos_ordenados)
mensaje = "TCP asegura que el receptor reconstruya los bytes exactamente."
partes = segmentar(mensaje)
print("Segmentos originales:", partes)
mezcla = desordenar(partes)
print("Segmentos fuera de orden:", mezcla)
print("Mensaje reconstruido:", reensamblar(mezcla))Este ejemplo sencillo ilustra la función de los números de secuencia: aun cuando los segmentos llegan mezclados, basta con ordenarlos por su desplazamiento inicial para recuperar el mensaje.
Además de Wireshark, existen utilidades para inspeccionar segmentación sin interfaz gráfica:
Registrar estos datos en un flujo de CI/CD facilita detectar regresiones cuando un cambio en la aplicación altera la forma en que envía los datos.
La segmentación y la numeración son la base de la confiabilidad en TCP. Sin ellas, cada aplicación debería reinventar su propio mecanismo para dividir datos y confirmar recepciones. Al dominar estos conceptos podrás interpretar cualquier captura de red, diagnosticar retransmisiones y optimizar el desempeño extremo a extremo.