CAPA DE REDCAPA DE RED

CAPA DE REDCAPA DE RED

Es la tercera capa del Modelo OSI, que Es la tercera capa del Modelo OSI, que proporciona la conectividad y selecciona la ruta proporciona la conectividad y selecciona la ruta por el cual va a existir la comunicación entre por el cual va a existir la comunicación entre hosts. hosts.

El objetivo es que los datos viajen desde el El objetivo es que los datos viajen desde el origen hacia el destino, para lo cual se apoya en origen hacia el destino, para lo cual se apoya en la función de la capa anterior (enlace de datos) la función de la capa anterior (enlace de datos) y ofrece sus servicios al siguiente nivel y ofrece sus servicios al siguiente nivel (Transporte).(Transporte).

CAPA DE REDCAPA DE RED

Para realizar su función puede realizar lo Para realizar su función puede realizar lo siguiente dependiendo el caso:siguiente dependiendo el caso:

1.1. Asigna direcciones de redes únicasAsigna direcciones de redes únicas

2.2. Interconecta subredes distintasInterconecta subredes distintas

3.3. Encamina paquetesEncamina paquetes

4.4. Realiza control de congestiónRealiza control de congestión

5.5. Control de erroresControl de errores

ORIENTACIÓN DE LA CONEXIÓNORIENTACIÓN DE LA CONEXIÓN

Datagramas:Datagramas: Cada paquete se encamina Cada paquete se encamina independientemente, independientemente, sin que el origen y el destino sin que el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de tengan que pasar por un establecimiento de

comunicación previocomunicación previo. .

Circuitos Virtuales:Circuitos Virtuales: En una red de circuitos virtuales En una red de circuitos virtuales dos equipos que quieran comunicarse tienen que dos equipos que quieran comunicarse tienen que empezar por establecer una conexión. Durante este empezar por establecer una conexión. Durante este establecimiento de conexión, todos los ruteadores que establecimiento de conexión, todos los ruteadores que hayan por el camino elegido reservarán recursos para hayan por el camino elegido reservarán recursos para ese circuito virtual específico ese circuito virtual específico

TIPOS DE SERVICIOTIPOS DE SERVICIO

1. Servicio orientados a la conexión:1. Servicio orientados a la conexión:

Sólo el primer paquete de cada mensaje tiene que llevar Sólo el primer paquete de cada mensaje tiene que llevar la dirección destino. la dirección destino.

Con este paquete se establece la ruta que deberán Con este paquete se establece la ruta que deberán seguir todos los paquetes pertenecientes a esta seguir todos los paquetes pertenecientes a esta conexión. Cuando llega un paquete que no es el primero conexión. Cuando llega un paquete que no es el primero se identifica a que conexión pertenece y se envía por el se identifica a que conexión pertenece y se envía por el enlace de salida adecuado, según la información que se enlace de salida adecuado, según la información que se generó con el primer paquete y que permanece generó con el primer paquete y que permanece almacenada en cada conmutador o nodo. almacenada en cada conmutador o nodo.

TIPOS DE SERVICIOTIPOS DE SERVICIO

Servicios NO orientados a la conexiónServicios NO orientados a la conexión Cada paquete debe llevar la dirección destino, y Cada paquete debe llevar la dirección destino, y con cada uno, los nodos de la red deciden el con cada uno, los nodos de la red deciden el camino que debe seguir.camino que debe seguir.

Redes de conmutación de paquetesRedes de conmutación de paquetes

Red en modo circuito virtual:Red en modo circuito virtual:Generalmente se establece una ruta que no cambia Generalmente se establece una ruta que no cambia durante el tiempo de vida de ese circuito virtual, ya que durante el tiempo de vida de ese circuito virtual, ya que esto es lo más sencillo para preservar el orden de los esto es lo más sencillo para preservar el orden de los paquetes. El encaminamiento se decide por sesión y no paquetes. El encaminamiento se decide por sesión y no se cambia a menos que sea imprescindible. Ej. Caída se cambia a menos que sea imprescindible. Ej. Caída del enlace. del enlace.

Posibles problemas:Posibles problemas: se pierde información, se pierde se pierde información, se pierde la sesión, no se manifiesta.la sesión, no se manifiesta.

Redes de conmutación de paquetesRedes de conmutación de paquetes

Red en modo datagrama:Red en modo datagrama:

Como en este esquema no debe garantizarse el Como en este esquema no debe garantizarse el ordenamiento final de los paquetes, en una red ordenamiento final de los paquetes, en una red funcionando así se puede cambiar el criterio de funcionando así se puede cambiar el criterio de encaminamiento por cada paqueteencaminamiento por cada paquete que se ha de que se ha de cursar. cursar.

ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

Es el proceso por el cual se trata de encontrar Es el proceso por el cual se trata de encontrar un camino entre dos puntos de la red (el origen un camino entre dos puntos de la red (el origen y el destino). La idea es encontrar la ruta más y el destino). La idea es encontrar la ruta más adecuada.adecuada.

Mejor Ruta:Mejor Ruta: Se entiende aquella que cumple Se entiende aquella que cumple alguna de estas condiciones:alguna de estas condiciones: 1 Presenta el menor retardo medio de tránsito.1 Presenta el menor retardo medio de tránsito. 2 consigue mantener acotado el retardo entre pares 2 consigue mantener acotado el retardo entre pares

de nodos de la red. de nodos de la red. 3 Ofrece el menor coste.3 Ofrece el menor coste.

ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

Métricas de la Red: Métricas de la Red:

1. Número de saltos necesarios para ir 1. Número de saltos necesarios para ir de un nodo a otro. Se emplea con de un nodo a otro. Se emplea con bastante frecuencia. No se comporta bastante frecuencia. No se comporta de forma óptima, pero ofrece buenos de forma óptima, pero ofrece buenos resultados.resultados.

2. Retardo de Tránsito entre nodos 2. Retardo de Tránsito entre nodos vecinos. La distancia depende del vecinos. La distancia depende del tráfico que soporta el canal.tráfico que soporta el canal.

ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

PROBLEMAS MÁS COMUNESPROBLEMAS MÁS COMUNES1.1. La carga de los enlace no va a ser constante, es La carga de los enlace no va a ser constante, es

decir el mejor camino no siempre será el mismo.decir el mejor camino no siempre será el mismo.2.2. Hay que tener en cuenta los cambios en la Hay que tener en cuenta los cambios en la

topología de la red (nodos que se caen, añaden o topología de la red (nodos que se caen, añaden o elimina).elimina).

3.3. Existen recurso limitados, no pudiéndose cursar Existen recurso limitados, no pudiéndose cursar todos los paquetes a infinita velocidad.todos los paquetes a infinita velocidad.

4.4. Asincrónico, ya que no hay un momento Asincrónico, ya que no hay un momento determinado para que ocurran las cosas (un nodo determinado para que ocurran las cosas (un nodo transmite cuando le llega información y esto transmite cuando le llega información y esto sucede a su vez cuando el usuario decide sucede a su vez cuando el usuario decide enviarla).enviarla).

ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

MECANISMOSMECANISMOS

El encaminamiento deba proveer mecanismos para El encaminamiento deba proveer mecanismos para que resuelvan los problemas mencionados:que resuelvan los problemas mencionados:

1. Variabilidad del tráfico: Deben evitarse las 1. Variabilidad del tráfico: Deben evitarse las congestiones de red.congestiones de red.

2. Variaciones topológicas: 2. Variaciones topológicas:

3. Cambios en la QoS (Quality of Service): En 3. Cambios en la QoS (Quality of Service): En ocasiones se pide un servicio donde no importa el ocasiones se pide un servicio donde no importa el retardo y sí un alto throughput (volumen de retardo y sí un alto throughput (volumen de información).información).

ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

NOMENCLATURANOMENCLATURAAlgoritmo de encaminamientoAlgoritmo de encaminamiento

Método para calcular la mejor ruta para llegar de Método para calcular la mejor ruta para llegar de un sitio a otro. Ésta se calculará en función de los un sitio a otro. Ésta se calculará en función de los costes, distancia y retardos.costes, distancia y retardos.

Protocolos de encaminamientoProtocolos de encaminamiento

Es la manera que tienen los nodos de intercambiar Es la manera que tienen los nodos de intercambiar la información de encaminamiento (probablemente la información de encaminamiento (probablemente generada por el algoritmo). Son los encargados de generada por el algoritmo). Son los encargados de ocultar la red y comprobar que las condiciones de ocultar la red y comprobar que las condiciones de encaminamiento impuestas se verifican siempre.encaminamiento impuestas se verifican siempre.

ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

REQUISITOS DEL ALGORITMO DE ENCAMINAMIENTOREQUISITOS DEL ALGORITMO DE ENCAMINAMIENTO

Corrección: Entrega de Información correcta.Corrección: Entrega de Información correcta.Simplicidad: Aporte de soluciones sencillas. Simplicidad: Aporte de soluciones sencillas. Protocolos mas simples ej. RIPProtocolos mas simples ej. RIPRobustez: El algoritmo debe ser insensible a la Robustez: El algoritmo debe ser insensible a la inestabilidad del sistema.inestabilidad del sistema.Estabilidad El procedimiento debe converger antes Estabilidad El procedimiento debe converger antes de que la red cambie de estado (caídas) Debe de que la red cambie de estado (caídas) Debe recalcularse las rutas.recalcularse las rutas.Equidad: Debe tratar a todos los usuarios de la Equidad: Debe tratar a todos los usuarios de la misma manera.misma manera.Escalabilidad: El comportamiento siempre deberá Escalabilidad: El comportamiento siempre deberá ser óptimo sin importar el número de nodos.ser óptimo sin importar el número de nodos.

ESQUEMA BÁSICO DE ESQUEMA BÁSICO DE ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

..

ESQUEMA BÁSICO DE ESQUEMA BÁSICO DE ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

LOCAL: Información del entorno local del nodo. LOCAL: Información del entorno local del nodo. Contiene la información de lo que el nodo ve Contiene la información de lo que el nodo ve (memoria disponible, enlaces locales, etc.), mas la (memoria disponible, enlaces locales, etc.), mas la que hay que indicarle.que hay que indicarle.

PDU: Protocolo de unidad de datos, que sirve para PDU: Protocolo de unidad de datos, que sirve para intercambio de información para un nivel intercambio de información para un nivel determinado. (N-PDU ó PDU de nivel N ó Tramas).determinado. (N-PDU ó PDU de nivel N ó Tramas).

R-PDU: Routing PDU, Información de control entre R-PDU: Routing PDU, Información de control entre nodos. Son paquetes de control, los cuales nodos. Son paquetes de control, los cuales mandan otros nodos con información sobre la red mandan otros nodos con información sobre la red (no son datos). Ej. Envia información de que el (no son datos). Ej. Envia información de que el nodo sigue activo, y también las distancias a otros nodo sigue activo, y también las distancias a otros nodos (vector de distancias).nodos (vector de distancias).

ESQUEMA BÁSICO DE ESQUEMA BÁSICO DE ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

RIB: RIB: Routing Information Base, es la tabla que almacena las distancias a los nodos. Es la base de información del encaminamiento que se consulta para decidir y formar la FIB. Esta información se consigue mediante la interacción con el entorno local de cada nodo (cada nodo observa sus enlaces) y mediante la recepción de R-PDUs de información de control procedentes de otros nodos vecinos que informan del conocimiento del estado de la red que el nodo tiene a los demás nodos.

FIB: FIB: Forward Information Base, Es la Tabla de encaminamiento que se consulta para hacer el reenvío de los paquetes generados por los usuarios (los PDU representan estos paquetes).).

ESQUEMA BÁSICO DE ESQUEMA BÁSICO DE ENCAMINAMIENTOENCAMINAMIENTO

Básicamente, A partir de la RIB, se utiliza el algoritmo de encaminamiento para calcular la FIB, y cuando una PDU llega al nodo, se consulta esta FIB.

Vector de DistanciasVector de Distancias Cada nodo informa Cada nodo informa a sus nodos vecinosa sus nodos vecinos de de

todas las todas las distancias conocidasdistancias conocidas por él, mediante por él, mediante vectores de distanciasvectores de distancias (de longitud variable (de longitud variable según los nodos conocidos). El vector de según los nodos conocidos). El vector de distancias es un vector de longitud variable que distancias es un vector de longitud variable que contiene un par (nodo:distancia al nodo) por contiene un par (nodo:distancia al nodo) por cada nodo conocido por el nodo que lo envia, cada nodo conocido por el nodo que lo envia, por ejemplo (A:0;B:1;D:1) que dice que el nodo por ejemplo (A:0;B:1;D:1) que dice que el nodo que lo manda dista que lo manda dista "0""0" de A, de A,"1""1" de B y de B y "1""1" de D, de D, y de los demás no sabe nada (ésta es la forma y de los demás no sabe nada (ésta es la forma en la que un nodo dice lo que sabe en cada en la que un nodo dice lo que sabe en cada momento). El nodo solo conoce la distancia a los momento). El nodo solo conoce la distancia a los distintos nodos de la red pero no conoce la distintos nodos de la red pero no conoce la topologia. Estos vectores de distancia se envían topologia. Estos vectores de distancia se envían periódicamente y cada vez que varíe su vector periódicamente y cada vez que varíe su vector de distancias. de distancias.

CONTROL DE CONGESTIÓNCONTROL DE CONGESTIÓN

Cuando en una red un nodo recibe más tráfico del que Cuando en una red un nodo recibe más tráfico del que puede procesar se puede dar una congestión. El puede procesar se puede dar una congestión. El problema es que una vez que se da congestión en un problema es que una vez que se da congestión en un nodo el problema tiende a extenderse por el resto de la nodo el problema tiende a extenderse por el resto de la red. Por ello hay técnicas de prevención y control que se red. Por ello hay técnicas de prevención y control que se pueden y deben aplicar en el nivel de red.pueden y deben aplicar en el nivel de red.

PROTOCOLOS DE LA CAPA DE REDPROTOCOLOS DE LA CAPA DE RED

IP (IPV4, IPV6, IPsec)IP (IPV4, IPV6, IPsec) OSPFOSPF ARP, RARPARP, RARP RIPRIP ICMP ICMP IGMPIGMP DHCPDHCP