Capa de Red: comunicación de host a host
La Capa de red o Capa 3 de OSI provee servicios para intercambiar
secciones de datos individuales a través de la red entre dispositivos
finales identificados.
Para realizar este transporte de extremo a extremo la Capa 3 utiliza
cuatro procesos básicos:
• direccionamiento,
• encapsulamiento,
• enrutamiento , y
• desencapsulamiento.
Direccionamiento
Primero, la Capa de red debe proveer un mecanismo para direccionar estos
dispositivos finales.
Encapsulación
Segundo, la capa de Red debe proveer encapsulación. Los dispositivos no
deben ser identificados sólo con una dirección;
Enrutamiento
La función del router es seleccionar las rutas y dirigir paquetes hacia su
destino. A este proceso se lo conoce como enrutamiento.
Desencapsulamiento
Finalmente, el paquete llega al host destino y es procesado en la Capa 3. El
host examina la dirección de destino para verificar que el paquete fue
direccionado a ese dispositivo. Si la dirección es correcta, el paquete es
desencapsulado por la capa de Red y la PDU de la Capa 4 contenida en el
paquete pasa hasta el servicio adecuado en la 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),
• intetercambio Novell de paquetes de internetwork (IPX),
• AppleTalk, y
• servicio de red sin conexión (CLNS/DECNet).
Protocolo IPv4: Ejemplo de protocolo de capa de Red
La versión 4 de IP (IPv4) es la versión de IP más ampliamente utilizada. Es
el único protocolo de Capa 3 que se utiliza para llevar datos de usuario a
través de Internet. Por lo tanto, será el ejemplo que usamos para protocolos
de capa de Red en este curso
Protocolo IPv4: Sin conexión
Servicio sin conexión
Un ejemplo de comunicación sin conexión es enviar una carta a alguien sin
notificar al receptor con anticipación. Como se muestra en la figura, el servicio
postal aún lleva la carta y la entrega al receptor. Las comunicaciones de datos
sin conexión funcionan en base al mismo principio. Los paquetes IP se envían
sin notificar al host final que están llegando.
Protocolo IPv4: Mejor intento
Servicio de mejor intento (no confiable)
No confiable significa simplemente que IP no tiene la capacidad de
administrar ni recuperar paquetes no entregados o corruptos.
Protocolo IPv4: Independiente de los medios
Independiente de los medios
La capa de Red tampoco está cargada con las características de los medios
mediante los cuales se transportarán los paquetes. IPv4 y IPv6 operan
independientemente de los medios que llevan los datos a capas inferiores del
stack del protocolo. Como se muestra en la figura, cualquier paquete IP individual
puede ser comunicado eléctricamente por cable, como señales ópticas por fibra, o
sin cables como las señales de radio.
Protocolo IPv4: Empaquetado de la PDU de la capa de
Transporte
El proceso de encapsular datos por capas permite que los servicios en las
diferentes capas se desarrollen y escalen sin afectar otras capas.
Encabezado del paquete IPv4
Campos IPv4 de encabezados clave
Coloque el cursor sobre cada campo en el gráfico para ver su propósito.
Dirección IP destino
El campo de Dirección IP destino contiene un valor binario de 32 bits que
representa la dirección de host de capa de red
de destino del paquete.
Dirección IP origen
El campo de Dirección IP origen contiene un valor binario de 32 bits que
representa la dirección de host de capa de red
de origen del paquete.
Tiempo de vida
El tiempo de vida (TTL) es un valor binario de 8 bits que indica el tiempo
remanente de "vida" del paquete.
Protocolo
Este valor binario de 8 bits indica el tipo de relleno de carga que el paquete
traslada.
Tipo de servicio
El campo de tipo de servicio contiene un valor binario de 8 bits que se usa
para determinar la prioridad de cada paquete.
Desplazamiento de fragmentos
un router puede tener que fragmentar un paquete cuando lo envía desde un
medio a otro medio que tiene una MTU más pequeña.
Señalizador de No Fragmentar
El señalizador de No Fragmentar (DF) es un solo bit en el campo del
señalizador que indica que no se permite la fragmentación del paquete.
Redes: División de host en grupos
Redes: Separación de hosts en grupos comunes
División de redes
En lugar de tener todos los hosts conectados en cualquier parte a una vasta
red global, es más práctico y manejable agrupar los hosts en redes específicas.
Estas redes más pequeñas generalmente se llaman subredes.
Agrupación de hosts de manera geográfica
Podemos agrupar hosts de redes geográficamente. El agrupamiento de
hosts en la misma ubicación, como cada construcción en un campo o cada
piso de un edificio de niveles múltiples, en redes separadas puede
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