la capa de red

31
TEMA 7 LA CAPA DE RED

Upload: vicenteribes74

Post on 02-Aug-2015

72 views

Category:

Internet


1 download

TRANSCRIPT

TEMA 7

LA CAPA DE RED

Dirigir los paquetes de información desde el origen al destino en redes que pueden estar lejos o muy lejos. (INTERNETWORKING).

Es la responsable de encaminar los paquetes a lo largo del trayecto, aunque tenga que pasar por varios dispositivos.

Para ello debe conocer la topología de cada subred y seleccionar la mejor trayectoria.

¡ ¡ Aquí entra en juego el Router ! !

Función

1.1 Direccionamiento Lógico Las tarjetas de red (NIC), tienen la

dirección MAC, que es un direccionamiento físico. La dirección MAC no muestra información de dónde está el dispositivo, por esto solo es válida en una única red.

La dirección IP: De naturaleza lógica y jerárquica, gracias a la IP, los Routers pueden realizar rutas de encaminamiento para los paquetes entre una subred y otra subred.

1.2 Modelo de conexión

Existen dos tipos de conexiones, las de datagramas y circuitos virtuales.

Datagramas:

Son los paquetes de la información, cuando se establece una conexión por datagramas, cada paquete se envía de manera individual y sin necesidad de establecer conexión previa entre el otro equipo.

Circuitos Virtuales:

Para que haya comunicación debe establecerse una conexión previa entre los equipos. Mientras dure esa conexión virtual, los routers se encargarán de que puedan intercambiarse la información.

Servicios que proporciona la capa de red a la capa de transporte.

Orientados a la conexión: en el primer paquete está la dirección del destino y establece la ruta a seguir. La información se trata como una sola, antes de iniciar comunicación se comprueba la disponibilidad y distancia a la que se encuentran los dispositivos.

No orientados a la conexión: cada paquete es tratado como individual y llevan la dirección destino, se envían sin comprobar la disponibilidad ni la distancia.

1.3 Enrutamiento

Los routers utilizan unas tablas de enrutamiento para saltar de una red a otra.

Existen dos técnicas:

Estáticas: es el administrador de red el que rellena la tabla a mano. Es mas seguro, necesita pocos recursos.

Dinámicas: es el router que de forma automática rellena la tabla, estableciendo conexión con los routers vecinos. Se adapta a los cambios en la red, pero no siempre coge el camino mas adecuado.

2. Protocolos de la capa de red.

IP(Internet Protocol):

protocolo fundamental (OSI,TCP/IP). Es no orientado a conexión(Datagrama).

Ofrecer un mecanismo de direccionamiento de los dispositivos en una red de conmutación de paquetes.

La IPv6 es la ultima actualización de este protocolo, ya que la IPv4, se le están agotando las direcciones posibles.

Ipsec (Internet Protocol Security):

Protocolos que dotan de seguridad (criptográficos). Tiene un mecanismo de autentificación y cifrado de paquetes IP.

Se utilizan en redes que se necesita un alto grado de seguridad.

En la IPv6, es obligatorio el uso de éste protocolo.

IPX/SPX (Internetwork packet exchange/sequenced packet exchange):

Protocolos creados por Novell para su S.O. NetWare.

Permite utilizar la MAC como dirección de red entre los dispositivos, en vez de utilizar una nueva dirección lógica.

Muy parecido al protocolo IP, pero con confirmación de entrega del paquete y control de error. En desuso por la implantación del TCP/IP.

NetBEUI(netBIOS extended user interface):

Creado por Microsoft en los 90´s, implementa unos servicios sobre el uso de aplicaciones en red, conocido por netBIOS.

Sencillo, consume pocos recursos de red, sin enrutamiento de paquetes, pero si control de error.

Puede albergar 255 dispositivos. En desuso, hoy en día.

3. IPv4

Cuarta versión del protocolo y gran utilizada.

3.1 Formato del paquete IPv4.

Cabecera: Parte obligatoria y otra opcional.

Obligatoria: 5 primeras filas hasta la IP destino.

Un total de 160 bits (20 bytes).Opcional: múltiplos de 4 bytes,

llegando como máximo a los 40 bytes. El tamaño máximo de la cabecera

puede ser de 60 bytes.

Analizamos los campos de la cabecera.

Versión: 4 bits. Permite que circulen versiones diferentes de paquetes por la red, sin conflictos.

Longitud de la cabecera: 4 bits. Es la medida en bloques (32bits)de la cabecera.

Valor mínimo 5 y máximo de 15. Tipo de servicio: 8 bits. Identifica el tipo

de tráfico que lleva el paquete. El router elige coge a unos paquetes antes que otros. Tecnología QoS(Quality of Service).

Longitud del paquete: 16 bits. Indica en octetos la longitud total de datagrama.Normalmente el paquete IP lleva 512 bytes, que sumados a los 64 bytes de la cabecera, hacen un total de 576 bytes.

El valor máximo de la longitud es de 216 = 65535.

Identificación: 16 bits. Es el identificador del datagrama, sirve para que el dispositivo destino sepa identificar cada fragmento del datagrama.

Flags: 3 bits. Son indicadores y cada uno tiene una función en la fragmentación.

El primer bit es cero y no tiene función.

El segundo bit (DF, don´t fragment), si vale cero indica que se puede fragmentar y si el valor es uno, indica al router que no fragmente en ningún caso.

Si el router no puede enviar un datagrama grande, lo desechará.

El tercer bit (MF, more fragment), su valor es cero si es el ultimo fragmento, sino será valor uno.

Posición del fragmento: 13 bits.

Si están fragmentados, indica la posición que ocupa dentro del datagrama total.

Se cuentan en grupos de 8 bytes.

Ejemplo:

Si vale 50 se multiplica x8:

50 x 8 = 400 bytes.

TTL(time to live): 8 bits.

Es un contador que va restando las veces que pasa el datagrama por diferentes routers. Cuando llega a cero el paquete se descarta, así se evita colapsar la red.

Protocolo: 8 bits.Indica el protocolo de la capa de transporte que ha utilizado. Su función es llevar distintos protocolos sobre IPv4.

Checksum: 16 bits.(suma de comprobación):Controla los bits de la cabecera del paquete y si hay algún error, descarta el paquete, evitando que salga.

IP Origen: 32 bits. Indica la dirección origen. IP Destino: 32 bits. Indica la dirección destino.

Relleno Opcional: 32 bits. Este campo no es obligatorio, suele utilizarse en casos de especificar las direcciones IP de los routers por los que queremos que pasen.

3.2 Formato de las direcciones IPv4.

La dirección IP esta formada por grupos de 4 bytes(32 números binarios). Así es más fácil de recordar, se expresan en números decimales, separados por puntos.

Ejemplo: 192.7.34.10

El valor máximo de cada byte es de ocho unos 11111111(valor de 255 en decimal).

1 byte 1 byte 1 byte 1 byte

11000000 00000111 00100010 00001010

192 7 34 10

Cuando llegan al Router, las IP se separan en dos partes.

La parte de RedLa parte de Host.

Dependiendo de la red, cogemos uno, dos o tres bytes para identificar el número de red y el resto lo cogemos para host destino.

Ejemplo:

Red Red Host Host

1 byte 1 byte 1 byte 1 byte

172 18 135 201

En la parte del host, es importante el numero de bits que hay porque nos dice, cuantos equipos podemos conectar.

Si reservamos 8 bits para host, podremos conectar un máximo de 255 equipos o lo que es los mimo 28 – 1.

Pasa lo mismo con los bits que reservemos para Red. Nos dirá el número máximo de redes que podremos crear .

3.3 Redes con clase.Dependiendo del numero de bits que cogemos para red y host, las IP se dividen en 5 grupos.

Clase A: 8 bits para Red y 24 bits para Hosts.(Redes Grandes)

2 7 = 128 redes tipo A

2 24 = 16.777.216 equipos.

Rango de direcciones

De 1.0.0.0 hasta 127.255.255.255

0 Red Host Host host

1 bit 7 bits 24 bits

Clase B: 16 bits para Red y 16 bits para Hosts.(Redes Medianas, Universidades….)

Google tiene una IP de clase B.

2 14 = 16384 de redes de clase B

2 16 = 65536 de equipos por red.

Rango de direcciones

De 128.0.0.0 hasta 191.255.255.255

10 Red Red Host host

14 bits 1bit 16 bits

Clase C: 24bits para Red y 8 bits para Hosts.(las de mayor frecuencia)

2 21 = 2.097.152 de redes de clase C

2 8 = 256 de equipos por red.

Rango de direcciones

De 192.0.0.0 hasta 223.255.255.255Las direcciones de clase C son las que mas se utilizan en la mayoría de redes de todo el mundo.

110 Red Red Red Host

3 bits 21 bits 8 bits

Clase D: 8 bits para Red y 24 bits para Hosts.(se usan para Multicast, dirige paquetes a grupos de equipos)

Clase E: 8 bits para Red y 24 bits para Hosts.(utilizadas por el IETF (Internet Engineering task force, par reailzar investigaciones)

Rango de direcciones

De 240.0.0.0 hasta 255.255.255.255

1110 Red Host Host Host

4 bits 4 bits 24 bits

Rango de direcciones

De 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255

1111 Red Host Host Host

4 bits 4 bits 24 bits

Router

Es el encargado de delimitar cada una de las redes existentes y como llegan los paquetes de una red a otra.

Dirección IP Está formada por cuatro números

binarios de un byte(octeto), separados por un punto.

Dado que recordar los binarios es complicado se optó por decimal. Se mueven entre el (0 – 255).

El número IP, tiene dos partes, una es la parte de la Red, desde donde se envían o reciben paquetes y otra el número de estación o Host.

REDES CON CLASES

Subred

16 bits (65.535 0xFFFF)Tamaño de todo el datagrama (encabezado + datos) medido en Bytes

Es la medida en bloques (32bits)de la cabecera.

Identifica el tipo de tráfico que lleva el paquete. El router elige coge a unos paquetes antes que otros. Tecnología QoS(Quality of Service).

Permite que circulen versiones diferentes de paquetes por la red, sin conflictos.

16 bitsTodos los fragmentos de un paquete contienen el mismo valor de Identificación

16 bitsTodos los fragmentos de un paquete contienen el mismo valor de Identificación

1bit Indica a los enrutadores que no pueden fragmentar el paquete. Si su valor es 1, el emisor sabe que llegará en una pieza o recibirá un mensaje de error