Capitulo 5 - Capa de Red del modelo OSI

A continuacion hablaremos sobre la capa de red del modelo OSI. Podemos decir que los protocolos de la capa de Red del modelo OSI especifican el direccionamiento y los procesos que permiten que los datos de la capa de Transporte sean empaquetados y transportados.

En este abarcaremos temas como:

• Identificar la función de la capa de Red,
• Protocolo de Internet (IP)
• Los principios utilizados para guiar la división o agrupamiento de dispositivos en redes.
• Direccionamiento jerárquico de dispositivos
• fundamentos de rutas, direcciones de próximo salto y envío de paquetes a una red destino.

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; las secciones individuales, las PDU de la capa de Red, deben, además, contener estas direcciones.

• Enrutamiento

Luego, la capa de red debe proveer los servicios para dirigir estos paquetes a su host destino. Los host de origen y destino no siempre están conectados a la misma red.

• 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.

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).

Rol del IPv4

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 y es el tema de CCNA. Por lo tanto, será el ejemplo que usamos para protocolos de capa de Red en este curso.

Características básicas de IPv4:

• Sin conexión: No establece conexión antes de enviar los paquetes de datos.
• Máximo esfuerzo (no confiable): No se usan encabezados para garantizar la entrega de paquetes.
• Medios independientes: Operan independientemente del medio que lleva los datos.

No confiable significa simplemente que IP no tiene la capacidad de administrar ni recuperar paquetes no entregados o corruptos.

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.

Encabezado de paquete IPv4

Este curso considerará estos 6 campos clave:

• dirección IP origen,
• dirección IP destino,
• tiempo de existencia (TTL),
• tipo de servicio (ToS),
• protocolo, y
• desplazamiento del fragmento.

Dirección IP destino

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. El valor TTL disminuye al menos en uno cada vez que el paquete es procesado por un router (es decir, en cada salto).

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.

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. Este valor permite aplicar un mecanismo de Calidad del Servicio (QoS) a paquetes de alta prioridad, como aquellos que llevan datos de voz en telefonía.

Desplazamiento de fragmentos

Como se mencionó antes, 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 Más fragmentos

El señalizador de Más fragmentos (MF) es un único bit en el campo del señalizador usado con el Desplazamiento de fragmentos para la fragmentación y reconstrucción de paquetes.

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.

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. Históricamente, las redes basadas en IP tienen su raíz como una red grande.

as redes pueden agruparse basadas en factores que incluyen:

• ubicación geográfica,
• propósito, y
• propiedad.