PDF de programación - Capitulo V - Capa de red de OSI

UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO

División Académica de Informática y Sistemas

MATERIA:

Redes

CAPITULO V CAPA DE RED DE OSI

LIC. EN INFORMÁTICA ADMINISTRATIVA

ALUMNOS:

Manuel Gamas Díaz

Lorena León Guillermo

4° SEMESTRE GRUPO “B”

CUNDUACÁN , TABASCO. MARZO 19 DEL 2009

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 mejorar
la administración y operación de la red.

Agrupación de hosts para propósitos específicos
Los usuarios que tienen tareas similares usan generalmente software
común, herramientas comunes y tienen patrones de tráfico común.

Agrupación de hosts para propiedad
Utilizar una base organizacional (compañía, departamento) para crear redes
ayuda a controlar el acceso a los
dispositivos y datos como también a la administración de las redes.

¿Por qué separar hosts en redes? - Rendimiento

Los problemas comunes con las redes grandes son:
• Degradación de rendimiento
• Temas de seguridad
• Administración de direcciones

¿Por qué separar hosts en redes? - Seguridad

La división de redes basada en la propiedad significa que el acceso a y
desde los recursos externos de cada red pueden estar prohibidos,
permitidos o monitoreados.

Por ejemplo, la red de una universidad puede dividirse en subredes para la
administración, investigación y los estudiantes. Dividir una red basada en el
acceso a usuarios es un medio para asegurar las comunicaciones y los
datos del acceso no autorizado, ya sea por usuarios dentro de la
organización o fuera de ella.

¿Por qué separar hosts en redes?
– Administración de direcciones

Esperar que cada host conozca la dirección de cada uno de los otros hosts
sería imponer una carga de procesamiento sobre estos dispositivos de red
que degradarían gravemente su rendimiento.

¿Cómo separamos los hots en redes?
– Direccionamiento jerárquico

Para poder dividir redes, necesitamos el direccionamiento jerárquico.
Una dirección jerárquica identifica cada host de manera exclusiva.

División de redes: Redes a partir de redes

Si se tiene que dividir una red grande, se pueden crear capas de
direccionamiento
adicionales. Usar direccionamiento jerárquico
significa que se conservan los niveles más altos de la dirección; con
un nivel de subred y luego el nivel de
host.

5.3 ENRUTAMIENTO: CÓMO SE MANEJAN NUESTROS PAQUETES DE DATOS

5.3.1 PARÁMETROS DE DISPOSITIVOS: CÓMO RESPALDAR LA COMUNICACIÓN

FUERA DE NUESTRA RED

Dentro de una red o subred, los hosts se comunican entre sí sin necesidad de un
dispositivo intermediario de capa de red..Cuando un host necesita comunicarse con
otra red, un dispositivo intermediario o router actúa como un gateway hacia la otra red.
Como parte de su configuración, un host tiene una dirección de gateway por defecto
definida.
Esta dirección de gateway es la dirección de una interfaz de router que está
conectada a la misma red que el host.
Tenga en claro que no es factible para un host particular conocer la dirección de todos
los dispositivos en Internet con los cuales puede tener que comunicarse. Para
comunicarse con un dispositivo en otra red, un host usa la dirección de este gateway,
o gateway por defecto, para enviar un paquete fuera de la red local.

5.3.2 PAQUETES IP: CÓMO LLEVAR DATOS DE

EXTREMO A EXTREMO

La función de la capa de Red es transferir datos desde el host que origina los datos
hacia el host que los usa. Durante la encapsulación en el host origen, un paquete
IP se construye en la Capa 3 para transportar el PDU de la Capa 4. Si el host de
destino está en la misma red que el host de origen, el paquete se envía entre dos
hosts en el medio local sin la necesidad de un router.
Sin embargo, si el host de destino y el host de origen no están en la misma red, el
paquete puede llevar una PDU de la capa de Transporte a través de muchas redes
y muchos routers. Si es así, la información que contiene no está alterada por
ningún router cuando se toman las decisiones de envío.
En cada salto,
las decisiones de envío están basadas en la información del
encabezado del paquete IP. El paquete con su encapsulación de capa de Red
también se mantiene básicamente intacto a través de todo el proceso desde el host
de origen hasta el host de destino.

5.3.3 GATEWAY: LA SALIDA DE NUESTRA RED

El gateway, también conocido como gateway por defecto, es necesario para enviar un
paquete fuera de la red local. Si
la porción de red de la dirección de destino del
paquete es diferente de la red del host de origen, el paquete tiene que hallar la salida
fuera de la red original. Para esto, el paquete es enviado al gateway. Este gateway es
una interfaz del router conectada a la red local. 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.

GATEWAY POR DEFECTO

El gateway por defecto está configurado en el host. En una computadora con
Windows, se usan las herramientas de las Propiedades del Protocolo de Internet
(TCP/IP) para ingresar la dirección IPv4 del gateway por defecto. Tanto la dirección
IPv4 de host como la dirección de gateway deben tener la misma porción de red (y
subred si se utiliza) de sus respe