La capa de red. Volumen I : Introducción

Escrito por Sergio De Luz
Redes
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Ha llegado la hora de hablar de la capa de red, esta parte será de las más largas ya que queremos hacerla bastante extensa, para algo estamos en RedesZone, ¿no?

En estos volúmenes hablaremos de las dos principales funciones de la capa de red, forwarding y routing.

También hablaremos sobre routers, sobre direcciones IP  (IPv4 ya que la seguiremos utilizando en entornos locales), sobre NAT y por supuesto de IPv6.

En ésta última parte nos centraremos más para solucionar todas vuestras dudas (que creo que son muchas) sobre lo que se nos viene encima próximamente, esta parte tendrá artículos más extensos (que no muchos más volúmenes).

La capa de red en internet se encarga de transportar los paquetes desde un emisor hasta un host receptor, y lo hace mediante dos funciones principales:

Forwarding (reenvío): cuando un paquete llega al router, éste lo reenvía por el enlace de salida adecuado. No debemos confundir ésto con el reenvío de puertos ya que eso es por la NAT que tenemos en los routers, pero es muy parecido.

Routing (enrutamiento): La función de routing se encarga de determinar la ruta por donde van los paquetes, atravesando distintos enlaces y routers. La ruta host a host se calcula con algoritmos de enrutamiento.

Todos los routers tienen una tabla de reenvío, esta tabla hace posible el reenvío. Primero se examina la cabecera de los paquetes, y luego se busca una coincidencia en la tabla de reenvío y a continuación se envía por el enlace de salida adecuado.

El algoritmo de enrutamiento determina los datos de la tabla de reenvío. Estos algoritmos pueden ser centralizados o descentralizados. Gracias a los algoritmos de enrutamiento, las tablas de reenvío se actualizan rápida y automáticamente.

Servicios que podría proporcionar la capa de red

Cuando un paquete pasa de la capa de transporte a la capa de red (recordemos que los datos bajan por la pila de protocolos hasta la capa física para su propagación), la capa de red proporciona los siguientes servicios:

– Fiabilidad: se garantiza la entrega de los datos.
– Retardo limitado: la entrega se realiza dentro de unos límites de tiempo. Si no garantizara un retardo limitado, las video-llamadas cono Skype podrían no funcionar ya que un paquete tardaría 50ms y otro 1000ms. De esta forma el margen superior se limita para garantizar la entrega a tiempo.
– Entrega en orden: los paquetes enviados se envían y se reciben en orden.
– Ancho de banda mínimo: este servicio proporcionará un ancho de banda mínimo garantizado para el envío de paquetes.
– Jitter limitado: la fluctuación de paquetes máxima entre el primer paquete envíado y los posteriores no podrán tardar más que el límite.
– Cifrado de datos: los datos pordrían ir cifrados para evitar escuchas.

Todo esto se puede resumir en dos palabras: best-effort. Esto significa que la capa de red de Internet hará el mayor esfuerzo para cumplir con todos los servicios, pero que no garantiza ninguno en absoluto.


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  • pa’que

    IP: ¿que garantiza la fiabilidad en la entrega de paquetes? desde cuándo y cómo
    Hago este comentario de modo constructivo: no confundamos a la gente.

    • Hola,

      Lee esto:

      Todo esto se puede resumir en dos palabras: best-effort. Esto significa que la capa de red de Internet hará el mayor esfuerzo para cumplir con todos los servicios, pero que no garantiza ninguno en absoluto.

      Si IP trabaja con TCP en capa de transporte, sí garantiza la entrega fiable, sin embargo, si trabaja con UDP no lo garantiza pero hará lo máximo posible para que se entreguen correctamente.

      Creo que está bien claro y que no leiste el último párrafo 😉

      Saludos 😀

  • desde cuando? Desde que existe el protocolo.
    como? la capa IP se encarga de añadir las cabeceras (que contiene la direccion de destino que origina los datos y el origen que es donde va dirigido). De este modo se asegura que los datos lleguen al lugar correcto.

    • pa’que

      1º Fiabilidad tiene poco que ver con un protocolo que se encarga del direccionamiento.
      2º Como ha afirmado Sergio, IP es un protocolo de mejor esfuerzo, de eso se encarga TCP y otros protocolos.

    • Anónimo

      Todas las capas (o casi todas) añaden su cabecera. IP es como se indica, correctamente, best-effort y en ningún momento se asegura la entrega correcta del paquete. Un ejemplo: Pongamos que envío un paquete y este se puede ir por la izquierda o por la derecha, en ambos casos seguirá caminos completamente diferentes pero que llegarán al destino. El router decide enviar el paquete por el camino de la izquierda, ahora voy, con mi supervelocidad y me cargo todos los routers de ese camino, el paquete se ha perdido. (obviamente para que se pierda un paquete no hace falta cargarse todos los routers xD pero así no le darás más vueltas al tema)

      Para ello está la capa de transporte, en la que puedes encontrar TCP que si se encarga de asegurar que el paquete llega (eso si, lo hace a costa de reenviar paquetes si uno se pierde ya que, recordemos, IP puede perderlos, nada asegura que lleguen, o que lleguen en orden). Siguiendo con el ejemplo anterior: TCP esperará un ACK del paquete que se envió, como no lo recibirá intentará reenviarlo. En este caso volvemos a depender de nuevo de IP, obviamente, si lo envia por el camino que he destrozado los routers estaremos en las mismas y TCP tendrá que volver a intentar retransmitir otra vez más, pero es de esperar que los algoritmos de routing (ospf, rip, bgp…) hayan realizado correctamente su trabajo y el router se de cuenta que no puede llegar a la red destino por la interfaz que antes ha probado, por lo que esta vez enviará por la otra).

      UDP, también en transporte, es simplemente una pasarela hacia IP para mantener la arquitectura en capas y, en ella, la capa de transporte. Si no necesitas que un paquete / flujo de ellos tenga ese control (y por lo tanto overhead) que añade TCP que haces, ¿te olvdias de TCP y encapsulas los datos directamente en IP? No, por ello existe UDP, para mantener esa capa.

      • De los algoritmos de enrutamiento también tenemos que hablar 😀

  • Nova6K0

    Entre este curso de redes, el de Java y el de PHP. Lo estáis bordando compañeros.

    Aunque tengo que decir que el de Java y el de PHP tengo que ponerme al día.

    Salu2

    • Gracias Nova6K0. Para eso se esta haciendo un indice para el que no tenga mucho tiempo. Asi se puede tener a manos los volumenes de los cursos y acceder rapidamente a la informacion que se necesite.