1.1 Principios básicos de la Capa de red - alex-redes

Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec
División de Informática
Alejandro García Martínez 6552 REDES DE COMPUTADORAS
1.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA CAPA DE RED
La capa de red, según la normalización OSI, es una capa que proporciona conectividad y selección de ruta
entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. 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. Ofrece servicios al nivel superior (nivel de transporte) y se apoya en el nivel de enlace, es
decir, utiliza sus funciones.
Para la consecución de su tarea, puede asignar direcciones de red únicas, interconectar subredes distintas,
encaminar paquetes, utilizar un control de congestión y control de errores
1.2 EL DIRECCIONAMIENTO
Cuando un proceso de aplicación desea establecer una conexión con un proceso de aplicación remoto, debe
especificar a cuál debe conectarse, ya sea con transporte con conexión o sin conexión. El método que se
emplea es definir direcciones de transporte en las que los procesos pueden estar a la escucha de solicitudes
de conexión. Se usará el término neutral TSAP (Transport Service Acces Point, punto de acceso al servicio de
transporte). Los puntos terminales análogos de la capa de red se llaman NSAP (Network Service Access
Point, puntos de acceso al servicio de red), como por ejemplo las direcciones IP.
Unos de los esquemas que se utilizan en Unix se conoce como protocolo inicial de conexión. Aquí cada
servidor tiene un servidor de procesos especial que actúa como apoderado (proxy) de los servidores de menor
uso y escucha en un grupo de puertos al mismo tiempo, esperando una solicitud de conexión TCP.
Cuando un usuario comienza por emitir una solicitud CONNECT, especificando la dirección TSAP (puerto
TCP) del servicio que desea, si no hay ningún servidor esperándolos, consiguen una conexión al servidor de
procesos.
Trás obtener la solicitud entrante, el servidor de procesos genera el servidor solicitado permitiéndole heredar
la conexión con el usuario existente. El nuevo servidor entonces hace el trabajo requerido, mientras que el
proceso retorna a escuchar nuevas peticiones
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1.2.1 DETERMINACIÓN RUTA CAPA DE RED
La función que determina la ruta se produce a nivel de Capa 3 (capa de red). Permite al router evaluar las
rutas disponibles hacia un destino y establecer el mejor camino para los paquetes. Los servicios de
enrutamiento utilizan la información de la topología de red al evaluar las rutas de red. La determinación de ruta
es el proceso que utiliza el router para elegir el siguiente salto de la ruta del paquete hacia su destino, este
proceso también se denomina enrutar el paquete. Como ves empezamos a entrar en un nivel muy interesante
ya que transcendemos de nuestra red local para que, a través de un router, podamos enrutar el tráfico hacia
otra red (mi empresa, internet, …)
Los routers, como dispositivos inteligentes que son, verán la velocidad y congestión de las líneas y así
elegirán la mejor ruta. Por ejemplo para ir de Logroño a Madrid pueden coger una nacional con poco tráfico en
lugar de la autopista con atasco de tráfico. Y viceversa puede decidir ir por autopista aunque sea el camino
mas largo (varios routers) que la carretera directa mas lenta.
1.2.1.1 ALGORITMOS DE ENCAMINAMIENTO.
Podemos definir encaminamiento como un proceso mediante el cual tratamos de encontrar un camino entre
dos puntos de la red: el nodo origen y el nodo destino. El objetivo que se persigue es encontrar las mejores
rutas entre pares de nodos
Los algoritmos de encaminamiento pueden agruparse en:
Determinísticos o estáticos
No tienen en cuenta el estado de la subred al tomar las decisiones de encaminamiento. Las tablas de
encaminamiento de los nodos se configuran de forma manual y permanecen inalterables hasta que no se
vuelve a actuar sobre ellas. Por tanto, la adaptación en tiempo real a los cambios de las condiciones de la red
es nula.
Los algoritmos de encaminamiento se agrupan en dos tipos principales: no adaptativos y adaptativos. Los
algoritmos no adaptativos no basan sus decisiones
de encaminamiento en mediciones o estimaciones de trafico o topología Actuales.
Los algoritmos adaptativos intentan cambiar sus decisiones de encaminamiento para reflejar los cambios de
topología y de trafico actual. Existen tres familias
distintas de algoritmos adaptativas, que se diferencian dé acuerdo con la información que utilizan. Los
algoritmos globales utilizan información recogida en
toda la subred, para intentar tomar decisiones óptimas.
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1.2.2 SUBREDES
Las redes se pueden dividir en subredes más pequeñas para el mayor aprovechamiento de las mismas,
además de contar con esta flexibilidad, la división en subredes permite que el administrador de la red brinde
contención de broadcast y seguridad de bajo nivel en la LAN. La división en subredes, además, ofrece
seguridad ya que el acceso a las otras subredes está disponible solamente a través de los servicios de un
Router. Las clases de direcciones IP disponen de 256 a 16,8 millones de Hosts según su clase. El proceso de
creación de subredes comienza pidiendo “prestado” al rango de host la cantidad de bits necesaria para la
cantidad subredes requeridas. Se debe tener especial cuidado en esta acción de pedir ya que deben quedar
como mínimo dos bits del rango de host. La máxima cantidad de bits disponibles para este propósito en una
clase A es de 22, en una clase B es de 14 y en una clase C es de 6.
Cada bit que se toma del rango de host posee dos estados 0 y 1 por lo tanto si se tomaran tres bit existirán 8
estados diferentes:
Bits Bits Valor prestados de host decimal
000 00000 0
001 00000 32
010 00000 64
011 00000 96
100 00000 128
101 00000 160
110 00000 192
111 00000 224
El número de subredes que se pueden usar es igual a: 2 elevado a la potencia del número de bits asignados a
subred, menos 2. La razón de restar estos dos bits es por las direcciones que identifican a la red original, la
000 y la dirección de broadcast de esta subred, la 111 según el ejemplo anterior.
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2N-2=Numero de subredes
Donde N es la cantidad de bits tomados al rango de host
Por lo tanto si se quieren crear 5 subredes VALIDAS (Preste atención al término validas), es decir cumpliendo
la formula 2N-2 tendrá que tomar del rango de host 3 bits:
23–2=6
 Observe que no siempre el resultado es exacto, en este caso se pedían 5 subredes pero se obtendrán
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1.3 EL ENRUTAMIENTO EN ENTORNO MIXTOS DE MEDIOS DE LAN
Descripción de los componentes de enrutamiento
El enrutamiento determina cómo fluyen los mensajes entre los servidores de la organización de Microsoft®
Exchange y para los usuarios externos a la organización. Para la entrega de mensajes internos y externos,
Exchange utiliza el enrutamiento con el fin de determinar primero la ruta más eficiente y, después, la ruta
disponible menos costosa. Los componentes del enrutamiento interno toman esta decisión basándose en los
grupos de enrutamiento y en los conectores que usted configura, y en los espacios de direcciones y los costos
asociados a cada ruta.
El enrutamiento es responsable de las siguientes funciones:
• Determinar el siguiente salto (el siguiente destino para un mensaje en ruta hasta su destino final) según la
ruta más eficiente.
• Intercambiar información de estado de los vínculos (el estado y la disponibilidad de los servidores y las
conexiones entre los servidores) dentro y entre los grupos de enrutamiento.
En este tema se explica cómo los grupos de enrutamiento, los conectores y la información de estado de los
vínculos permiten una entrega de mensajes eficiente.
Tipos de componentes de enrutamiento Los componentes del enrutamiento componen la topología, y las rutas
empleadas para entregar correo interno y externo. El enrutamiento utiliza los siguientes componentes que
usted define dentro de la topología de enrutamiento:
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• Grupos de enrutamiento Conjuntos lógicos de servidores que se utilizan para controlar el flujo de correo y las
referencias a carpetas públicas. Los grupos de enrutamiento comparten una o varias conexiones físicas.
Dentro de un grupo de enrutamiento, todos los servidores se comunican y transfieren mensajes directamente
entre sí.
• Conectores Rutas designadas entre los grupos de enrutamiento, hacia Internet o hacia otro sistema de
correo. Cada conector especifica una ruta unidireccional a otro destino.
• Información de estado de los vínculos Información acerca de grupos de enrutamiento, conectores y sus
configuraciones que el enrutamiento utiliza para determinar la ruta de entrega más eficiente para un mensaje.
• Componentes del enrutamiento interno Los componentes del enrutamiento interno, en particular el motor de
enrutamiento, que proporcionan y actualizan la topología de enrutamiento para los servidores de Exchange de
su organización. Para obtener más información acerca de los componentes del enrutamiento interno, consulte
Descripción de los componentes internos del transporte.
Descripción de los grupos de enrutamiento
En su estado predeterminado, Exchange Server 2003, como Exchange 2000 Server, funciona como si todos
los servidores de una organización formasen parte de un único grupo de enrutamiento grande. Por lo tanto,
cualquier servidor de Exchange puede enviar correo directamente a cualquier otro servidor de Exchange de la
organización. Sin embargo, en aquellos entornos con necesidades administrativas especiales, una distribución
geográfica y conectividad de red variable, puede aumentar la eficacia del flujo de mensajes si se crean grupos
de enrutamiento y conectores de grupos de enrutamiento según la infraestructura de red y los requisitos
administrativos. Al crear grupos de enrutamiento y conectores de grupo de enrutamiento, los servidores de un
grupo de enrutamiento siguen enviándose mensajes directamente entre sí, pero utilizan el conector de grupo
de enrutamiento de esos servidores con la mejor conectividad de red para comunicarse con servidores de otro
grupo.
Para obtener más información acerca de la creación de grupos de enrutamiento y las consideraciones
necesarias, consulte Situaciones de implementación para la conectividad con Internet.
Uso de grupos de enrutamiento en los modos nativo o mixto En Exchange Server 2003 y Exchange 2000
Server, las funciones administrativas y de enrutamiento se dividen en unidades distintas:
• Los grupos administrativos definen los límites administrativos lógicos para los servidores de Exchange.
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• Los grupos de enrutamiento definen las rutas físicas por las que se transmiten los mensajes a través de la
red.
Si su organización de Exchange funciona en modo nativo, donde todos los servidores ejecutan Exchange
2000 Server o posterior, esta división entre grupos administrativos y grupos de enrutamiento permite crear
grupos de enrutamiento que abarquen varios grupos administrativos y mover servidores entre grupos de
enrutamiento que se encuentren en grupos administrativos distintos. Esta funcionalidad también le permite
separar las funciones de enrutamiento y de administración. Por ejemplo, puede administrar servidores de dos
grupos administrativos centrales si sitúa los servidores de cada grupo administrativo en grupos de
enrutamiento distintos, en función de la topología de la red y de los requisitos de uso.
Sin embargo, la funcionalidad de los grupos de enrutamiento en un entorno de modo mixto, donde algunos
servidores ejecutan Exchange Server 2003 o Exchange 2000 Server mientras otros ejecutan Exchange Server
5.5, es distinta de la del modo nativo. En modo mixto:
• No puede tener un grupo de enrutamiento que abarque varios grupos administrativos.
• No se pueden mover servidores entre grupos de enrutamiento que se encuentren en grupos administrativos
diferentes.