Tema 4: El Nivel de la Red

EL NIVEL DE LA RED

Nivel de red o capa 3

El nivel de red o capa 3 del modelo de referencia OSI se encarga principalmente de la búsqueda de rutas para el envío de paquetes entre ordenadores de distintas redes.

Envío de paquetes a nivel de red.

El proceso de envío de información a nivel de red se lleva a cabo a través de 4 procesos básicos:

• Direccionamiento
  

La capa de red debe poseer un mecanismo por el que se identifique cada host en la red y pueda ser accesible desde cualquier otro host de la red a laque pertenece u otra.

• Encapsulamiento
  

La información antes de ser enviada debe haber sido encapsulada.

• Enrutamiento
  

La capa de red debe de proporcionar los mecanismos por los que el paquete encapsulado accederá a la red destino, mecanismos de detección de rutas óptimas.

• Desencapsulamiento
  

Una vez el paquete llega a su destino este será procesado y desempaquetado.

Protocolos de la capa de red.

Entre los protocolos usados a nivel de red encontramos (IP–v4 y v6), IPX, Apple Talk o servicio de red sin conexión(CLNS/DECNet).

Dispositivos de nivel de red.

• Encaminadores o routers:
  

Conectan la red al resto de redes dejando sólo pasarla información a través de ellos cuando va dirigida aun equipo de una red diferente a la del equipo emisor.

• Conmutadores de nivel 3:
  

Existen switch que además de las labores de conmutador también desempeñan las tareas de un router.

• Gateway:
  

El gateway permite la conexión con otras redes pero no está conectado al ISP (punto de servicio del proveedor).

Protocolo IP.

Encaminamiento: Todo elemento en la red es encaminado, conducido a su destino, con la ayuda de componentes que mantienen tablas de direcciones con caminos alternativos.

Direccionamiento IP.

El direccionamiento IP trata la forma en la que el protocolo IP identifica a los nodos de la red.
Todo nodo en la red posee una única dirección IP siempre que tenga instalada una sola tarjeta de redo NIC.

Tipos de direcciones de red.

• Unicast:
  

Referencian una única interfaz de red. Las direcciones IP unicast son las que usamos normalmente en el envío de información, ya que ésta sólo va dirigida a un único componente de la red.

• Multicast:
  

Una dirección IP multicast referencia varias interfaces en una red, de forma que si enviamos un paquete con una dirección multicast, este paquete llegará a más de una interfaz de red, más de un ordenador.

• Broadcast:
  

La dirección IP referencia a todos los equipos de una red es decir la información será enviada a todos los ordenadores de una red.

Direcciones IPv4.

• Formato:
  
  • 32 bits agrupados de 8 en 8.
    
  • Cada grupo forma un número que varía de 0 a 255.
    
  • Una dirección IPv4 está formada por 4 números separados por puntos.
    

Partes de una dirección IPv4

• Una dirección IPv4 esta formada por dos partes:
  
  • Identificador de red: Es la parte de la dirección IP que identifica la red donde se encuentra el equipo.
    
  • Identificador de host: Nombre del PC en la red.
    

Máscara de subred IPv4.

• La máscara de subred se usa para diferenciar los bits de red de los de host en una dirección IPv4.
  
• La máscara está formada por 32 bits de los que tendrán valor 1 aquellos que identifiquen red y 0 aquellos que identifiquen host.
  
• Estos 32 bits se agrupan de 8 en 8 al igual que en una dirección IP.
  
• Una máscara de red puede también expresarse usando la notación CIDR (Classless Inter-Domain Routing).
  

Dirección de red IPv4.

• La dirección de red se obtiene poniendo a cero todos los bits de host de una dirección IP.
  
  
  
• La dirección de red también se puede calcular realizando la operación AND entre la dirección IP y la máscara de red.
  

Clases de direcciones IPv4.

Las direcciones IPv4 se clasifican en diferentes clases:

	Rango	Máscara	Privada Host
A	0.0.0.0 127.255.255.255	255.0.0.0	10.0.0.0 10.255.255.255
B	128.0.0.0 191.255.255.255	255.255.0.0	172.16.0.0 172.31.255.255
C	192.0.0.0 223.255.255.255	255.255.255.0	192.168.0.0 192.168.255.255
D	224.0.0.0 239.255.255.255	255.255.255.255
E	240.0.0.0 247.255.255.255	255.255.255.255

Direcciones IPv4 públicas y privadas.

Debido a que el espacio de direcciones IP es limitado y sobre todo en IPv4 casi agotado, se plantea una división de las direcciones entre IP públicas y privadas.

• Públicas:
  

Direcciones IP únicas e irrepetibles en Internet.

• Privadas:
  

Existen rangos de direcciones IP que no se utilizan a nivel público, ningún ordenador en internet puede adoptar la IP, sino que se dejan para uso privado a nivel de red interna, de forma que pueden existir varías empresas que usen para configurar su red la misma dirección IP.

Direcciones IPv4 interesantes.

• Dirección IP de la puerta de enlace o Gateway:
  

Dirección IP del encaminador (router) del sistema.
La puerta de enlace puede ser cualquiera de las direcciones IP de un rango, normalmente se suele usar la primera dirección IP del rango o la última.

• Dirección de broadcast:
  

Dirección de multidifusión por la que se enviará un paquete a todos los nodos de la red.
La dirección de broadcast de una red se consigue poniendo a 1 todos los bits de host.

• Dirección de bucle local:
  

Es una dirección de red que se usa para comprobación de las propias interfaces de red. Esta dirección de red de clase A es 127.0.0.0. Normalmente, las comprobaciones se realizan usando la IP 127.0.0.1 pero cualquier otra de esta red es válida, por ejemplo 127.10.10.1. No podemos usar en ninguna de nuestras redes esta dirección de red.

Para configurar una red necesitamos.

• Dirección de red.
  
• Máscara de red.
  
• Dirección de la puerta de enlace.
  
• Dirección de broadcast.
  
• Rango de direcciones IP.