1.Proporcionar
un enlace entre redes .
2.Proporcionar
encaminamientos y entrega de datos entre procesos de diferentes redes .
3.Mantener
un mecanismo de contabilidad y estado de redes y encaminamientos .
4.Proporcionar
estos servicios sin tener que cambiar la arquitectura de la red .
Para
esto , los sistemas se tienen que acomodar a las diferencias entre las
redes con :
a)Diferentes
esquemas de direccionamiento .
b)Diferente
tamaño máximo de bloque .
c)Diferentes
mecanismos de acceso a la red .
d)Diferentes
valores de expiración de los temporizadores .
e)Recuperación
de errores .
f)Informes
de estado .
g)Técnicas
de encaminamiento .
h)Control
de acceso al usuario .
i)Conexión
, sin conexión .
El
modo de funcionamiento ( en datagramas o en circuitos virtuales ) determina
la arquitectura de la red .
a)Modo
de funcionamiento con conexión
:
cuando se emplea este tipo de funcionamiento ( generalmente en circuitos
virtuales ) cada sistema intermedio conecta dos subredes . Para pasar información
desde un emisor hasta un receptor , ambos sistemas establecen un circuito
lógico a través de una serie de sistemas intermedios .Estos
sistemas intermedios son los mismos y únicos para cada conexión
de los dos equipos conectados .
Para
los usuarios emisor y receptor , parece que la conexión es punto
a punto . Para hacer esto posible , la capa de red del emisor , receptor
y sistemas intermedios deben de proporcionar funciones similares .
b)Modo
de funcionamiento sin conexión
:
en funcionamiento sin conexión ( generalmente en datagramas ) el
emisor envía un bloque a la red y cada sistema intermedio repite
el bloque para encaminarlo al sistema final . De esta forma , es posible
que el mismo bloque llegue al destino varias veces y por distintos caminos
.
En
cada unidad de encaminamiento se decide el mejor camino a seguir por cada
bloque , independientemente de que pertenezca al mismo emisor y al mismo
destino . Para esto , es necesario que todos los sistemas emisor , receptor
e intermedios tenga un protocolo similar de red ( IP ) .
c)Enfoque
utilizando puentes
:
mediante los puentes , es la capa MAC ( debajo de la de red ) la encargada
de la retransmisión de los bloques . Para esto , los sistemas inicial
y final deben compartir la capa de red y transporte . Además , todas
las redes deben usar el mismo protocolo en la capa de enlace .
.13.2.1.
Operación de un esquema de interconexión sin conexión
IP
proporciona un servicio sin conexión ( con datagramas ) con las
siguientes ventajas :
vEs
un sistema flexible ya que permite trabajar con muchos tipos de redes .
Algunas incluso con conexión .
vEs
un sistema muy robusto .
vEs
el mejor sistema para un protocolo de transporte sin conexión .
Ejemplo
: sean dos sistemas ( A y B ) que pertenecen a dos redes distintas conectadas
por medio de otra red WAN . La red WAN es de conmutación de paquetes
. Los sistemas A y B deben de tener el mismo protocolo IP de red e idénticos
protocolos superiores ( de transporte y de aplicación ) . Los dispositivos
de encaminamiento sólo deben de implementar las capas de red e inferiores
. El protocolo IP de A recibe bloques de datos y les añade una cabecera
de dirección global de red ( dirección de red de la estación
B ) . De esta forma , se construye un datagrama . Este datagrama se pasa
a la red y es recibido por el primer sistema de encaminamiento que lee
la cabecera IP y pone la cabecera necesaria para poder ser leído
por la WAN . La WAN lo recibe y lo pasa al sistema de encaminamiento que
lo va a guiar a la estación final . Este sistema de encaminamiento
quita la cabecera de la WAN y pone la de IP para enviarlo al sistema final
donde llegará a su protocolo IP ( y será pasado sin cabecera
IP a su capa superior ) . Bajo el protocolo IP está el LLC , el
MAC y el físico . Cada uno de estos protocolos va añadiendo
su propia cabecera que será quitada y puesta otra vez por cada uno
de los sistemas de encaminamiento . El sistema final hace lo mismo . Cuando
un dispositivo de encaminamiento lee la cabecera IP del datagrama que tiene
que encaminar y no sabe dónde enviarlo , devuelve un datagrama con
la información del error .
Cada
nueva unidad de datos se pone en cola de su capa inferior hasta que le
llega el turno de ser enviada . Si hay dos redes conectadas por un sistema
de encaminamiento , éste puede desechar datagramas de su cola para
así no perjudicar la red más rápida esperando datagramas
de la más lenta .
IP
no garantiza que los datos lleguen a su destino y en orden , es TCP la
que se encarga de esto .
IP
, al no garantizar el orden y llegada de datos , funcionará con
cualquier tipo de red ya que los datos pueden seguir caminos múltiples
antes de llegar a su destino . Esto le permite además , cambiar
de rutas cuando hay congestión o algún tipo de compatibilidad
.
La
arquitectura de interconexión de redes es similar , en su ámbito
, a la arquitectura de red de conmutación de paquetes . Los dispositivos
de encaminamiento son similares en su funcionamiento a los nodos de conmutación
de paquetes y usan las redes intermedias de una forma semejante a los enlaces
de transmisión .
d)Encaminamiento
:
se implementa mediante una tabla en cada sistema de encaminamiento y en
cada sistema final . Por cada red de destino , el siguiente dispositivo
de encaminamiento al que hay que enviar el datagrama .Las tablas pueden
ser estáticas o dinámicas , siendo las dinámicas mejores
porque se pueden actualizar para cuando hay congestión o sistemas
intermedios en mal funcionamiento . En las tablas se puede incluir sistemas
para manejar la seguridad ( se le puede impedir el acceso a ciertas redes
a ciertas estaciones no acreditadas ) . Pude hacerse encaminamiento en
la fuente , indicando ésta en el datagrama el camino a seguir .
En los propios datagramas , los sistemas de encaminamiento pueden adjuntar
información de su dirección para difundirla en la red .
e)Tiempo
de vida de los datagramas :
para evitar que un datagrama circule indefinidamente por la red , se puede
adjuntar un contador de saltos ( que se decremente cada vez que salta a
un dispositivo de encaminamiento ) o un contador de tiempo que haga que
pasado un cierto tiempo , el datagrama sea destruido por un dispositivo
de encaminamiento .
f)Segmentación
y ensamblado
:
puede ser necesario que los paquetes , al pasar de unas redes a otras ,
deban de ser troceados por necesidades propias de dichas redes . Se puede
dejar que el sistema final los vuelca a ensamblar , pero esto hace que
haya demasiado trabajo para él y además , puede que haya
subredes intermedias que puedan trabajar con bloques más grandes
que los suministrados por la red anterior , de forma que se pierde eficiencia
. Pero las ventajas de este sistema de ensamblado al final es que los dispositivos
de encaminamiento no tienen que mantener en memoria los sucesivos trozos
del datagrama y además se permite encaminamiento dinámico
( ya que los sucesivos trozos no tienen por qué tomar el mismo encaminamiento
) . En IP se hace ensamblado final . El sistema final debe de tener la
suficiente memoria para ir guardando los trozos para ensamblarlos cuando
lleguen todos . Como IP no garantiza la llegada de todos los datos , se
debe utilizar un sistema de temporización ( bien usando un tiempo
propio desde la llegada del primer trozo del datagrama o bien usando los
datos de temporización incluidos en la cabecera del datagrama )
.
g)Control
de errores
:
IP no garantiza la llegada de un datagrama , pero debe de informar a la
estación o dispositivo de encaminamiento del error .
h)Control
de flujo :
el control de flujo en servicios sin conexión se realiza enviando
tramas de retención a los dispositivos anteriores para que éstos
paren de enviar datos .
Los
servicios que proporciona IP a TCP son : Send (
envío ) y Deliver ( entrega ) .
TCP
utiliza Send para solicitar el envío de una unidad de datos y Delive
es utilizada por IP para notificar a TCP que una unidad de datos ha llegado
. Los campos incluidos en estas dos llamadas son : dirección origen
y destino de los datos , usuario IP , identificador de bloque de datos
, indicador sobre si está permitida la segmentación del bloque
, tipo de servicio , tiempo de vida , longitud de los datos , datos . Algunos
campos no son necesarios para Deliver .
El
tipo de servicio solicitado puede ser de encaminamiento lo más rápido
posible , lo más seguro posible , prioridad , etc...
El
datagrama tiene varios campos , entre los que se encuentran :
vVersión.
Para futuras versiones .
vLongitud
de la cabecera Internet
.
vTipo
de servicio .
Seguridad , prioridades , etc...
vLongitud
total del datagrama
.
vIdentificador
del datagrama
.
vIndicadores
de permiso de segmentación
. Para poder usarse en sistemas en los que se deba segmentar en el destino
o en dispositivos intermedios .
vDesplazamiento
del fragmento
. Identifica dónde va el fragmento dentro del datagrama fragmentado
.
vTiempo
de vida . Tiempo
de espera antes de destruir el datagrama .
vSuma
de comprobación de la cabecera
. Para detección de errores .
vDirección
de origen .
vDirección
de destino .
vOpciones
variadas . Solicitadas
por el usuario que envía los datos .
vRelleno.
Bits para asegurar la multiplicidad para 32 bits .
vDatos
. Datos de usuario .
La
dirección de origen y destino en la cabecera IP es una dirección
global de Internet de 32 bits . De estos 32 bits , algunos identifican
al computador y el resto a la red . Estos campos son variables en extensión
para poder ser flexibles al asignar direcciones de red . Hay diferentes
tipos de redes que se pueden implantar en la dirección de red .
Unas son grandes ( con muchas subredes ) , otras medianas y otras pequeñas
. Es posible y adecuado mezclar en una dirección los tres tipos
de clases de redes .
Este
protocolo es utilizado para enviar mensajes en caso de error . Por ejemplo
, cuando un datagrama no puede llegar a su destino , cuando llega con error
, cuando el dispositivo de encaminamiento no tiene espacio de almacenamiento
suficiente , etc...
ICMP
, aunque está en el mismo nivel que IP , le pasa sus mensajes a
IP para encapsularlos y enviarlos a su destino ( en forma de datagrama
, por lo que no se asegura que llegue a su destino ) . Los datagramas suministrados
por ICMP contienen su cabecera y parte de los datos del datagrama erróneo
para que el IP que los reciba sepa qué protocolos había implicados
en el error .
Los
casos de error más habituales son que no se encuentre el destino
, que se haga necesaria la segmentación pero esté prohibida
por el propio datagrama , que haya pasado el tiempo permitido para el envío
, que el destinatario no pueda procesar aún el datagrama porque
esté sobrecargado de trabajo ( el emisor debe de disminuir la velocidad
de envío cuando reciba el mensaje de error ) , etc...
Además
de los mensajes de error , son posibles mensajes de control para por ejemplo
establecer una conexión , para saber si es posible una conexión
con una determinada dirección ( el mensaje llega al destinatario
y es devuelto con una confirmación o denegación de posibilidad
de conexión ) , para comprobar el tiempo de propagación de
datos através de un camino , etc...