INTRODUCCION
Este capitulo trata específicamente de la capa 3 del modelo OSI que es la capa de red que es la encargada de proveer los servicios para intercambiar secciones de datos individuales a través de la red entre dispositivos finales bien identificados.
Además de tratar de explicar su funcionamiento y los mecanismos utiliza para lograr un rendimiento óptimo.
DESARROLLO
La capa de red realiza intercambios de información de un origen a un destino, pero para ello utiliza cuatro procesos básicos
*Direccionamiento: aquí es donde la capa de red le asigna una dirección al paquete que va a enviar a un destino final, cuando se le asigna la dirección única se le denomina host.
*Encapsulación: la capa de Red debe proveer encapsulación. Durante el proceso de encapsulación, la Capa 3 recibe la PDU de la Capa 4 y agrega un encabezado o etiqueta de Capa 3 para crear la PDU de la Capa 3. Cuando nos referimos a la capa de Red, denominamos paquete a esta PDU. Cuando se crea un paquete, el encabezado debe contener, entre otra información, la dirección del host hacia el cual se lo está enviando.
A esta dirección se la conoce como dirección de destino. El encabezado de la Capa 3 también contiene la dirección del host de origen. A esta dirección se la llama dirección de origen.
Después de que la Capa de red completa el proceso de encapsulación, el paquete es enviado a la capa de enlace de datos que ha de prepararse para el transporte a través de los medios.
*Enrutamiento: Posteriormente aquí la capa de red proporciona el servicio de enrutar los paquetes, es decir asegurarse que los paquetes llegue a su host destino; el encargado de realizar este proceso se le denomina routers. Su función radica principalmente en seleccionar la ruta que los paquetes deben llevar y dirigirlos asía su destino.
*Desencapsulamiento: Finalmente este proceso es el encargado de que una vez llegado el paquete al host destino, se encarga de verificar que efectivamente el paquete esta en la dirección correcta, para posteriormente des encapsularlo por medio de la capa de Red y la PDU de la capa 4 y de ahí pasa ala capa de transporte.
Protocolos de capa de Red
Los protocolos implementados en la capa de Red que llevan datos del usuario son:
• Versión 4 del Protocolo de Internet (IPv4),
• Versión 6 del Protocolo de Internet (IPv6),
• intercambio Novell de paquetes de internetwork (IPX),
• AppleTalk, y
• Servicio de red sin conexión (CLNS/DECNet).
Protocolo IPv4.
Rol del IPv4
Los servicios de capa de Red implementados por el conjunto de protocolos TCP/IP son el
Protocolo de Internet (IP). La versión 4 de IP (IPv4) es la versión de IP más ampliamente utilizada. Este es el protocolo que la capa 3 utiliza para transportar datos a través de la red. Este protocolo fue creado con la finalidad de enviar datos de un origen a un desino a través de la red.
Las características principales de IPv4 son:
- No establece conexión antes de enviar los paquetes.
- No utiliza encabezados que garanticen la entrega del paquete.
- Operan independientemente de el medio que transporta los datos.
Protocolo IPv4: Empaquetado de la PDU de la capa de Transporte
1.- La capa de transporte agrega un encabezado para que puedan incluirse los segmentos y a si vuelvan a ordenarse en el host destino.
2.- La capa de Red agrega un encabezado para que pueda enrutarse los paquetes a través de redes complejas y lleguen al destino.
Encabezado del paquete IPv4
Los paquetes deben de llevar un encabezado los cuales contienen valores binarios los cuales lo paquetes IPv4 utilizan como referencia a medida que envían paquetes a través de la red.
Este curso considerará estos 6 campos clave:
• Dirección IP origen.- contiene un valor binario de 32 bits que representa la dirección de host de capa de red de destino del paquete.
• Dirección IP destino.- contiene un valor binario de 32 bits que representa la dirección de host de capa de red de origen del paquete.
• Tiempo de existencia (TTL).- es un valor binario de 8 bits que indica el tiempo remanente de "vida" del paquete. El valor TTL disminuye al menos en uno cada vez que el paquete es procesado por un router (es decir, en cada salto). Cuando el valor se vuelve cero, el router descarta o elimina el paquete y es eliminado del flujo de datos de la red. Este mecanismo evita que los paquetes que no pueden llegar a destino sean enviados indefinidamente entre los routers en un routing loop.
• Tipo de servicio (ToS).- contiene un valor binario de 8 bits que se usa para determinar la prioridad de cada paquete.
• Protocolo.- Este valor binario de 8 bits indica el tipo de relleno de carga que el paquete traslada. El campo de protocolo permite a la
Capa de red pasar los datos al protocolo apropiado de la capa superior.
Los valores de ejemplo son:
01 ICMP,
06 TCP, y
17 UDP.
• Desplazamiento del fragmento.- El campo de desplazamiento del fragmento identifica el orden en el cual ubicar el fragmento del paquete en la reconstrucción.
Otros Campos IPv4 del encabezado
Versión: Contiene el número IP de la versión (4).
Longitud del encabezado (IHL). Especifica el tamaño del encabezado del paquete.
Longitud del Paquete: Este campo muestra el tamaño completo del paquete, incluyendo el encabezado y los datos, en bytes.
Identificación: Este campo es principalmente utilizad para identificar únicamente fragmentos de un paquete IP original.
Checksum del encabezado: El campo de checksum se utiliza para controlar errores del encabezado del paquete.
Opciones: Existen medidas para campos adicionales en el encabezado IPv4 para proveer otros servicios pero éstos son
Rara vez utilizados.
Redes: División de host en grupos
A medida que las redes crecen, se vuelven demasiado grandes para poderse manejar como una red única, por lo cual es necesario dividirla, estas pueden dividirse basándose en factores como:
• Ubicación geográfica.- se refiere a los host que están en la misma dirección.
• Propósito.- se utilizan con usuarios que tienen tareas similares, herramientas comunes y patrones de tráfico comunes.
• Propiedad.- estas utilizan una base organizacional para crear redes que ayuden a controlar el acceso a los dispositivos y datos, como también a la administración de redes.
¿Por qué separar hosts en redes?
Por:
*Rendimiento
*Seguridad
*Administración de trabajo.
¿Cómo separamos los hots en redes?
Por:
* Direccionamiento jerárquico.- es decir sigue un orden jerárquico.
* Redes a partir de redes
Gateway: La salida de nuestra red
Los Gateways permiten las comunicaciones entre redes. Cuando no se conoce la dirección de dispositivo de destino, se envía el paquete a una dirección del Gateway por defecto, La interfaz del gateway tiene una dirección de capa de Red que concuerda con la dirección de red de los hosts. Los hosts están configurados para reconocer que la dirección es un gateway.
Ruta: El camino hacia una red
Una ruta para paquetes para destinos remotos se agrega usando la dirección de gateway por defecto como el siguiente salto.
Los routers en una tabla de enrutamiento tienen tres características principales:
• Red de destino,
• Próximo salto, y
• Métrica.
Red de destino.- representa un rango de direcciones de hosts y, algunas veces, un rango de direcciones de red y de host.
Ruta default.- Una ruta default es una ruta que coincida con todas las redes de destino.
Siguiente salto: Dónde se envía luego el paquete.- es la dirección del dispositivo que procesará luego el paquete. Para un host en una red, la dirección de
gateway por defecto (interfaz de router) es el siguiente salto para todos los paquetes destinados a otra red.
En cada salto, el router analiza la dirección IP de destino para cada paquete y luego controla la tabla de enrutamiento para reenviar información.
El router hará una de tres cosas con el paquete:
• Envíelo al router del próximo salto
• Envíelo al host de destino
• Descártelo
Procesos de enrutamiento
1.- Enrutamiento estático.- Las rutas a redes remotas con los siguientes saltos asociados se pueden configurar manualmente en el router. Esto se conoce como enrutamiento estático. Una ruta default también puede ser configurada estáticamente.
2.- Enrutamiento dinámico.- Cuando un router recibe información sobre rutas nuevas o modificadas, actualiza su propia tabla de enrutamiento y, a su vez, pasa la información a otros routers. De esta manera, todos los routers cuentan con tablas de enrutamiento actualizadas dinámicamente y pueden aprender sobre las rutas a redes remotas en las que se necesitan muchos saltos para llegar.
CONCLUSION
En la capa de red es el más importante del modelo OSI, este es el protocolo de internet basándose en la versión 4 (IPv4). Esta capa provee el enrutamiento de lo datos, el cual no es muy confiable pues la entrega no es muy segura pero no obstante garantiza una entrega rápida y flexible.
La principal función de la capa d de red es llevar datos de un origen a un destino sin importar su tipo de dato, los cuales están encapsulados. La capa de red otorga un encabezado al paquete el cual contiene campos que incluyen la dirección de destino del paquete.
La capa de red realiza la funcion que facilita la entrega de los paquetes que es el dividir estos mismos en subpaquetes evitando a si la saturacion y haciendo mas facil la entrega.
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