CAPA DE RED

CAPA DE RED Es la tercera capa del Modelo OSI, que proporciona la conectividad y selecciona la ruta por el cual va a existir la comunicación entre hosts. El objetivo es que los datos viajen desde el origen hacia el destino, para lo cual se apoya en la función de la capa anterior (enlace de datos) y ofrece sus servicios al siguiente nivel (Transporte).

CAPA DE RED Para realizar su función puede realizar lo siguiente dependiendo el caso: Asigna direcciones de redes únicas Interconecta subredes distintas Encamina paquetes Realiza control de congestión Control de errores

ORIENTACIÓN DE LA CONEXIÓN Datagramas: Cada paquete se encamina independientemente, sin que el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de comunicación previo. Circuitos Virtuales: En una red de circuitos virtuales dos equipos que quieran comunicarse tienen que empezar por establecer una conexión. Durante este establecimiento de conexión, todos los ruteadores que hayan por el camino elegido reservarán recursos para ese circuito virtual específico

TIPOS DE SERVICIO 1. Servicio orientados a la conexión: Sólo el primer paquete de cada mensaje tiene que llevar la dirección destino. Con este paquete se establece la ruta que deberán seguir todos los paquetes pertenecientes a esta conexión. Cuando llega un paquete que no es el primero se identifica a que conexión pertenece y se envía por el enlace de salida adecuado, según la información que se generó con el primer paquete y que permanece almacenada en cada conmutador o nodo.

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

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

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

ENCAMINAMIENTO Es el proceso por el cual se trata de encontrar un camino entre dos puntos de la red (el origen y el destino). La idea es encontrar la ruta más adecuada. Mejor Ruta: Se entiende aquella que cumple alguna de estas condiciones: 1 Presenta el menor retardo medio de tránsito. 2 consigue mantener acotado el retardo entre pares de nodos de la red. 3 Ofrece el menor coste.

ENCAMINAMIENTO Métricas de la Red: 1. Número de saltos necesarios para ir de un nodo a otro. Se emplea con bastante frecuencia. No se comporta de forma óptima, pero ofrece buenos resultados. 2. Retardo de Tránsito entre nodos vecinos. La distancia depende del tráfico que soporta el canal.

ENCAMINAMIENTO PROBLEMAS MÁS COMUNES La carga de los enlace no va a ser constante, es decir el mejor camino no siempre será el mismo. Hay que tener en cuenta los cambios en la topología de la red (nodos que se caen, añaden o elimina). Existen recurso limitados, no pudiéndose cursar todos los paquetes a infinita velocidad. Asincrónico, ya que no hay un momento determinado para que ocurran las cosas (un nodo transmite cuando le llega información y esto sucede a su vez cuando el usuario decide enviarla).

ENCAMINAMIENTO MECANISMOS El encaminamiento deba proveer mecanismos para que resuelvan los problemas mencionados: 1. Variabilidad del tráfico: Deben evitarse las congestiones de red. 2. Variaciones topológicas: 3. Cambios en la QoS (Quality of Service): En ocasiones se pide un servicio donde no importa el retardo y sí un alto throughput (volumen de información).

ENCAMINAMIENTO NOMENCLATURA Algoritmo de encaminamiento Método para calcular la mejor ruta para llegar de un sitio a otro. Ésta se calculará en función de los costes, distancia y retardos. Protocolos de encaminamiento Es la manera que tienen los nodos de intercambiar la información de encaminamiento (probablemente generada por el algoritmo). Son los encargados de ocultar la red y comprobar que las condiciones de encaminamiento impuestas se verifican siempre.

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

ESQUEMA BÁSICO DE ENCAMINAMIENTO .

ESQUEMA BÁSICO DE ENCAMINAMIENTO LOCAL: Información del entorno local del nodo. Contiene la información de lo que el nodo ve (memoria disponible, enlaces locales, etc.), mas la que hay que indicarle. PDU: Protocolo de unidad de datos, que sirve para intercambio de información para un nivel determinado. (N-PDU ó PDU de nivel N ó Tramas). R-PDU: Routing PDU, Información de control entre nodos. Son paquetes de control, los cuales mandan otros nodos con información sobre la red (no son datos). Ej. Envia información de que el nodo sigue activo, y también las distancias a otros nodos (vector de distancias).

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

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

PROTOCOLOS DE LA CAPA DE RED IP (IPV4, IPV6, IPsec) OSPF ARP, RARP RIP ICMP IGMP DHCP