La capa de red TCP/IP incluye un pequeño número de protocolos, pero sólo un protocolo importante: el Protocolo de Internet (IP)
que ofrece varias características,
lo más importante, direccionamiento y enrutamiento.
Protocolo
de Internet y el Servicio de Correo
Imaginémonos tenemos
dos cartas que ponemos en el mismo buzón y:
1) Una carta es para un amigo al otro lado de la ciudad.
La gente de la oficina de correos
local, probablemente, sólo tiene que poner la carta en
otro camión para que llegue a destino.
2) La otra para un
amigo al otro lado del país. El servicio de correos
envía la carta
a otra oficina de correos,
y luego a otra, y así sucesivamente, hasta
que la carta se entrega en todo el país. En cada oficina, el servicio de correo debe procesar la carta
y elegir dónde enviar la próxima. Para hacer que todo funcione, se tienen rutas regulares
para camiones pequeños y
grandes camiones, motos, aviones, barcos, etc., para mover cartas entre los sitios de servicios de correo. El servicio debe ser capaz de recibir y enviar las cartas, y
tiene que tomar buenas decisiones
acerca de dónde enviar cada siguiente
carta.
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A destacar:
1.
Las personas que envían las cartas esperan que el
servicio de correo entregue la carta la mayor parte
del tiempo aunque no conozcan los
detalles de exactamente qué
camino toman las cartas.
2.
El servicio de
correo no crea la carta, pero acepta la carta del cliente
para ello debe conocer los detalles
acerca de la direcciones y tener
la capacidad de entregar las cartas.
El trabajo de la capa de red de TCP/IP es similar al
servicio de correo, porque:
1.
Las capas de aplicación y de
transporte de TCP/IP actúan como la
persona que envía cartas a través
del servicio de correo. Estas
capas superiores piden a la capa por debajo de ellos, la capa de red entregar el mensaje.
2.
Las capas inferiores del modelo TCP/IP
actúan más como el servicio de correo
para entregar los mensajes a los destinos
correctos. Las capas inferiores
deben entender la red física subyacente, ya que deben elegir cómo entregar mejor los
datos de un host a otro.
3.
La capa de red del modelo de red TCP/IP, que se
define principalmente por el Protocolo
de Internet (IP), funciona de manera similar al servicio de correo. El IP
define que cada equipo
host debe tener una dirección
IP diferente, al igual que el servicio de correo define direccionamiento que permite direcciones únicas para cada casa, apartamento y los negocios.
4.
El IP define el proceso de enrutamiento para que los dispositivos llamados routers pueden funcionar como la oficina de correos, el reenvío de paquetes de datos de manera que se entregan a los destinos correctos.
Protocolo de Internet, Conceptos
básicos de direccionamiento
En el modelo TCP/IP
cada host tiene una dirección IP única, de modo que se puede identificar en la
red. Aquí se muestra al servidor web de Leandro y el navegador Roberto; pero ahora,
en vez de hacer caso omiso de
la red entre estos dos equipos,
se incluye parte de la infraestructura de red. Aspectos a notar en la figura
son:
1.
Se tiene ejemplos de direcciones IP. Cada
dirección IP tiene cuatro
números, separados por puntos. Leandro utiliza la dirección IP 1.1.1.1, y Roberto
utiliza el 2.2.2.2. Este estilo de
notación se denomina Notación Decimal con Puntos (DDN).
2.
Todas las
direcciones IP que comienzan con 1 debe
estar en la parte superior izquierda, como se
muestra en forma abreviada en la
figura como 1 ._._._. Todas las direcciones que comienzan con
2 deben estar en la derecha, como se muestra en forma abreviada como 2
._._._. Y, todas
las direcciones IP que comienzan con 3 deben estar en la
parte inferior de la figura.
3.
Los routers son dispositivos que se
conectan las partes de la red TCP/IP en
conjunto con el fin de
encaminar los paquetes IP (reenvío)
al destino correcto de redes. Estos hacen el
equivalente de la labor realizada en cada sitio de la
oficina de correos: Reciben paquetes
IP en distintas interfaces
físicas, toman decisiones basadas en
la dirección IP que se incluyen con
el paquete, y luego físicamente lo reenvía a alguna otra interfaz
de red.
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Conceptos básicos de enrutamiento IP
La capa de red TCP/IP, utilizando el protocolo
IP, ofrece un
servicio de reenvío de paquetes IP desde un dispositivo
a otro. Cualquier dispositivo con
una dirección IP se puede conectar a
la red TCP/IP y enviar paquetes.
Ahora repetimos el conocido caso en el que el servidor web Leandro quiere enviar parte de una página web a Roberto, pero
ahora con los detalles relacionados con la propiedad intelectual. En la parte inferior izquierda, tenga en cuenta que el servidor Leandro
tiene los datos de aplicaciones
conocidas, encabezado HTTP, y el encabezado TCP listo
para enviar. Además, el mensaje ahora también contiene un encabezado IP. El encabezado IP incluye una dirección
IP de origen de la dirección IP
de Leandro (1.1.1.1) y una dirección IP de destino de la dirección IP de Roberto (2.2.2.2). Ahora se incluye parte de la
infraestructura de red. Tenga en cuenta
que se muestran algunas direcciones IP de la muestra y que
el término host IP se refiere a cualquier dispositivo.
En este ejemplo tenemos:
1. En la izquierda Leandro está listo para enviar un paquete IP. El proceso IP de Leandro decide
enviar el paquete a algún
router, un router cercano en la misma LAN, con la expectativa de que ese router sabrá cómo reenviar el
paquete. Leandro no necesita
saber nada más acerca de la topología o los
otros routers.
2. El router R1 recibe el paquete IP, y el proceso de IP de R1 toma una
decisión. R1 se va en la dirección de destino (2.2.2.2), que compara la
dirección de sus rutas IP conocidas, y
opta por enviar el paquete al
router R2. Este proceso de enviar
el paquete IP se llama enrutamiento IP (o enrutamiento).
3. El router R2 se repite el mismo tipo de lógica utilizada por
el router R1. Proceso IP de R2 comparará
la dirección IP de destino del paquete
(2.2.2.2) para rutas IP conocidas de R2 y
tomar la decisión de enviar el paquete
a la derecha, a Roberto.
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