Tema 7

Tema 7: La Capa de Red

1. Concepto de Capa de Red.

La capa de Red es el tercer nivel del modelo OSI y su misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tengan conexión directa.

Los servicios orientados a la conexión:

-          El primer paquete de cada mensaje lleva la dirección destino.

-          Con este paquete se establece la ruta que deberán seguir todos los paquetes de esta conexión.

-          Si el paquete no es el primero, se identifica de cuál es, y se envía por el adecuado.

Los servicios NO orientados a la conexión:

-          Cada paquete lleva la dirección destino, y con cada uno, los nodos deciden por el que camino van a ir.

2. Protocolos de la Capa de Red.

IP: Protocolo no orientado a conexión, usado por el origen y por el destino para la comunicación de datos a través paquetes conmutados.

IPV4: Protocolo que usa direcciones de 32 bits.

IPV6: Este protocolo se ha creado para reemplazar el IPV4.

OSPG: Calcula la ruta más corta posible, y construye una base de datos que identifica todos los routers de la zona.

ARP: Es un protocolo de nivel de enlace responsable de encontrar la dirección hardware de una IP.

ICMP: Se usa para enviar mensajes de error.

3. IPV4

3.1 Formato de un paquete

Datos: Los pasados a IP por una capa superior.

Opciones: Este campo permite añadir más información a la cabecera IP.

Dirección IP origen, dirección IP destino: Direcciones de los hosts que llevan a cabo la comunicación IP.

Cheksum: Tiene un método simple de detección de errores en la cabecera.

Protocolo: identifica qué protocolo de nivel superior ha pasado los datos a IP para su transmisión.

TTL: El host que envía el paquete IP rellena este campo con un valor inicial.

Flags: Es un bit que lo pones a 0 o a 1 para indicar si es verdadero (0) o falso (1).

Identificación: Este campo lo usará IP para identificar cada datagrama que envía, incrementando normalmente su valor de uno en uno.

TOS: Conjunto de flags que indican el tipo de servicio de comunicación que se desea.

Versión: Versión del protocolo IP usado.

3.2 Formato de una Dirección IP

Se expresa por un número binario de 32 bits.

Los números se pueden expresar en decimal, dividiendo los 32 bits en cuatro octetos, el valor decimal de cada octeto está comprendido en el rango de 0 a 255.

Los valores decimales son 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128 lo que suma 255.

3.3 Redes con Clase

CLASE A

En una dirección IP de clase A, el primer byte representa la red.

Las redes disponibles de clase A son las redes que van desde 1.0.0.0 a 126.0.0.0.

CLASE B

En una dirección IP de clase B, los primeros dos bytes representan la red.

Los primeros dos bits son 1 y 0 esto significa que existen 16.384 redes posibles.

Los dos bytes de la izquierda representan los equipos de la red.  Por lo tanto, son las redes que van desde 128.0.0.0 a 191.255.0.0

CLASE C

En una dirección IP de clase C, los primeros tres bytes representan la red. Los primeros tres bits son 1,1 y 0; esto significa que  254 posibilidades de red.

Las redes disponibles de clase C son las redes que van desde 192.0.0.0 a 223.255.255.0

3.4 IPS especiales

3.5 Ips públicas y privadas

Las direcciones públicas tienen la finalidad de asegurarse que no exista la misma dirección en distintas máquinas.

Las direcciones privadas son ciertas direcciones que no están asignadas, pueden ser utilizadas por los hosts que usen la dirección de red NAT para conectarse a una red.

3.6 NAT

La NAT  se creó porque el número de máquinas conectadas a Internet aumentó mucho, y las direcciones IP se agotaban.

La NAT se creó para hacer que redes de ordenadores utilicen un rango de direcciones especiales (privadas) y se conecten a Internet usando una única dirección IP (pública).

Entonces, las grandes empresas solo utilizarían una IP.

También se utiliza para conectar redes domésticas a Internet.

4. IPv6

El IP v6 proporciona unas mejoras sustanciales sobre el Ipv4 y está destinado a sustituirlo plenamente.

4.1 Formato de un paquete

-Clase de tráfico: El valor de este campo especifica el tipo de tráfico que contiene el paquete.

-Etiqueta de flujo: el flujo se define como una secuencia de paquetes que van desde un mismo origen a un mismo destino.

-Longitud de carga útil: sustituye al campo longitud del paquete de Ipv4 .

-Siguiente cabecera: este campo sustituye al campo protocolo de Ipv4 .La función que realiza es idéntica ,ya que indica el tipo de cabecera que sigue a la cabecera fija de Ipv6.

-Límite de saltos: sustituye al campo tiempo de vida de Ipv4 . Su función es la misma ,colocar un contador que irá disminuyendo a medida que el paquete vaya saltando por los diversos routers.



4.2 Formato de una dirección IP
Las direcciones Ipv6 están formadas por 128 bits . Para facilitar su anotación se expresan en números hexadecimales agrupados de cuatro en cuatro y cada grupo está separado por dos puntos (:). Para representar un número hexadecimal se necesitan 4 binarios .

4.3 Ips especiales
Las direcciones Ipv6 se clasifican en dos grandes grupos:

-Direcciones unicast: son las que van dirigidas a una única interfaz de red.
-Direcciones multicast : son las que van dirigidas a un grupo de interfaces de red.

4.4 Asignación de Ips V6

La IANA es la organización encargada de distribuir el espacio de direcciones de Ipv6 .Su función principal es la asignación de grandes bloques a los RIR , que serán encargados de asignar bloques de Internet a los proveedores locales.

4.5 Convivencia IPV4 e IPV6

-Doble pila: este mecanismo consiste en implementar las dos pilas de protocolos de una manera independiente. Todos los hosts que soporten doble pila tendrán dos direcciones IP conviviendo.
-Túneles: este mecanismo se utiliza cuando existen redes aisladas que únicamente funcionan a nivel del Ipv4 .La técnica de tipo túnel consiste en encapsular los paquetes Ipv6 dentro de paquetes Ipv4 ,usando Ipv4 como una capa que lo enlaza hacia Ipv6.
-Traducción: el proceso de traducción se basa en el uso de un NAT ampliado para dar cabida al protocolo Ipv6 .El mecanismo NAT.PT traduce las direcciones IP y el protocolo de una versión a la otra.