Capa de red: tipos y problemas de diseño

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En el ámbito de toda la informática, el enfoque de La red Layer ayuda a conocer las intrincadas interacciones de la red. Viene la exposición de muchas capas de red, pero el único modelo conocido es el enfoque OSI con 7 capas. El modelo OSI (Interconexión de sistemas abiertos) describe la imagen clara de la transmisión de datos a través de protocolos estándar. Pero, ¿qué realizan exactamente estas siete capas? En este marco de trabajo en red, las capas inferiores (1-4) trabajan principalmente en la transmisión de datos y las capas superiores (5-7) tratan los datos a nivel de aplicación. Cada capa se asigna con las tareas correspondientes y luego pasa la información a la siguiente capa. En este artículo, iremos con el concepto de capa de red, funcionalidades, problemas, protocolos , y servicios.

¿Qué es la capa de red?

La capa de red tiene la responsabilidad de gestionar subred rendimiento. Esta capa está más enfocada a controlar las operaciones de transmisión de datos, tecnologías de enrutamiento y conmutación, reenvío y secuenciación de paquetes, manejo de errores, direccionamiento de la creación de rutas lógicas y control de congestión.




Tipos de capas de red

El rendimiento colaborativo de las siete capas del modelo de red OSI lo convierte en el enfoque más implementado en todas las aplicaciones.

Enfoque OSI

Enfoque OSI



La siguiente sesión describe la funcionalidad de cada capa:

1). Capa de aplicación

Mantiene todas las interacciones humanas y de computadora y donde la aplicación puede tener accesibilidad para las actividades de la red. Significa que la capa de aplicación ofrece servicios para actividades como correo electrónico, software de red y transmisión de archivos. En el modelo OSI, esta capa tiene protocolos de comunicación y enfoques de interfaz utilizados para la comunicación de proceso a proceso a través de una IP. Esta capa solo estandariza la comunicación y se basa en la capa de transporte que se encuentra debajo para administrar el intercambio de información y establecer rutas de transferencia de datos de host a datos.

2). Capa de presentación

Aquí la información se mantiene en un formato utilizable y aquí sucede la funcionalidad de los datos cifrado . La capa de presentación opera para transmitir la información en el modelo que acepta la capa de aplicación. En algunos casos, esta capa se denomina capa de sintaxis. Esta capa asegura que los datos entregados por la capa de aplicación en un sistema sean descifrables por la capa de aplicación del otro sistema.


3). Capa de sesión

Trabaja en la funcionalidad de las conexiones y tiene la responsabilidad de administrar varias sesiones y puertos. La capa de sesión trabaja para coordinar y finalizar conversaciones, discusiones entre aplicaciones e intercambios.

4). Capa de transporte

Esta capa realiza la actividad de transmisión de datos a través de protocolos compuestos por UDP y TCP. Transfiere información entre hosts y sistemas finales. Gestiona la recuperación de errores de un extremo a otro y la regulación del flujo. La capa de transporte ofrece servicios como gestión de flujo, multiplexación, comunicación orientada a la conexión e incluso gestionar la coherencia. Esta capa tiene la responsabilidad de la entrega de información al proceso de aplicación exacto a través de las computadoras host. También tiene multiplexación estadística cuando esto va con la segmentación de datos, la adición de ID de puerto de origen y destino en el encabezado de la capa de transporte.

5). Capa de red

Decide la dirección de la ruta física en la que se debe transmitir la información. Esta capa está más enfocada a controlar las operaciones de transmisión de datos, tecnologías de enrutamiento y conmutación, reenvío y secuenciación de paquetes, manejo de errores, creación de direccionamiento de rutas lógicas y control de congestión.

6). Capa de enlace de datos

Esta capa trabaja en la operación de cifrado y descifrado de paquetes de datos. Proporciona información sobre el protocolo de transmisión y controla los errores que se producen en la capa física, la regulación del flujo y la sincronización de tramas. Esta capa proporciona servicios como estructuración de paquetes de datos, sincronización de tramas, direccionamiento físico, conmutación de almacenamiento y reenvío y muchos otros.

7). Capa fisica

Transmite información en bruto a través del medio físico. La capa física proporciona la interfaz mecánica, de procedimiento y eléctrica para el medio de transmisión. Incluso describe las frecuencias de transmisión, la propiedad de los conectores eléctricos y otros factores de bajo nivel.

Funciones de la capa de red

Seamos claros en la terminología anterior que realiza la capa de red:

  • Direccionamiento - Mantiene las direcciones de origen y destino en el encabezado del marco. La capa de red realiza el direccionamiento para encontrar los dispositivos específicos en la red.
  • Empaquetado - La capa de red trabaja en la conversión de paquetes a los recibidos desde su capa superior. Esta característica se logra mediante el Protocolo de Internet (IP).
  • Enrutamiento - Considerada como la funcionalidad principal, la capa de red elige la mejor ruta para la transmisión de datos desde un punto de origen hasta el destino.
  • Internetworking - La interconexión funciona para ofrecer una conexión lógica a través de múltiples dispositivos.

Problemas de diseño de la capa de red

La capa de red presenta ciertos problemas de diseño y se pueden describir de la siguiente manera:

1). Conmutación de paquetes de almacenamiento y reenvío

Aquí, los elementos más importantes son el equipo del operador (la conexión entre enrutadores a través de líneas de transmisión) y el equipo del cliente.

Conmutación de paquetes de almacenamiento y reenvío

conmutación de paquetes de almacenamiento y reenvío

  • H1 tiene una conexión directa con el enrutador operador 'A', mientras que H2 está conectado al enrutador operador 'F' en una conexión LAN.
  • Uno de los enrutadores de la portadora 'F' apunta fuera del equipo de la portadora, ya que no pertenece a la portadora, mientras que se considera como protocolos, software y construcción.
  • Esta red de conmutación funciona cuando la transmisión de datos ocurre cuando el host (H1) con un paquete lo transfiere al enrutador cercano a través de LAN (o) conexión punto a punto con el operador. El transportista almacena el paquete hasta que llega por completo, confirmando así la suma de comprobación.
  • Luego, el paquete se transmite por la ruta hasta que se alcanza H2.

2). Servicios prestados a la capa de transporte

A través de la interfaz de la capa de red / transporte, la capa de red ofrece sus servicios a la capa de transporte. Uno podría encontrarse con la pregunta de qué tipo de servicios proporciona la capa de red.

Entonces, avanzaremos con la misma consulta y averiguaremos los servicios que se ofrecen.

Los servicios ofrecidos por la capa de red se describen considerando algunos objetivos. Esos son:

  • La oferta de servicios no debe depender de la tecnología del enrutador
  • La capa de transporte debe protegerse del tipo, número y topología de los enrutadores disponibles.
  • La red que se dirige a la capa de transporte debe seguir un escenario de numeración coherente también en las conexiones LAN y WAN.

Nota: Luego viene el escenario de conexión orientada o sin conexión

Aquí, son posibles dos agrupaciones en función de los servicios ofrecidos.

Sin conexión - Aquí, el enrutamiento y la inserción de paquetes en la subred se realiza de forma individual. No es necesaria ninguna configuración adicional

Orientado a la conexión - La subred debe ofrecer un servicio confiable y todos los paquetes se transmiten por una única ruta.

3). Implementación del servicio sin conexión

En este escenario, los paquetes se denominan datagramas y la subred correspondiente se denomina subred de datagramas. El enrutamiento en la subred de datagramas es el siguiente:

Subred de datagramas

subred de datagramas

Mesa de la verdad

mesa de la verdad

Cuando el tamaño del mensaje que se debe transmitir es 4 veces el tamaño del paquete, la capa de red se divide en 4 paquetes y luego transmite cada paquete al enrutador 'A' a través de algunos protocolos. Cada enrutador se proporciona con una tabla de enrutamiento donde decide los puntos de destino.
En la figura anterior, está claro que los paquetes de 'A' deben transmitirse a B o C incluso cuando el destino es 'F'. La tabla de enrutamiento de 'A' se describe claramente arriba.

Mientras que en el caso del paquete 4, el paquete de 'A' se enruta a 'B', incluso el nodo de destino es 'F'. El paquete 'A' elige transmitir el paquete 4 a través de una ruta diferente a las tres rutas iniciales. Esto puede suceder debido a la congestión del tráfico a lo largo de la ruta ACE. Entonces el

4). Implementación de servicio orientado a la conexión

Aquí, la funcionalidad del servicio orientado a la conexión funciona en la subred virtual. Una subred virtual realiza la operación de evitar una nueva ruta para cada transmisión de paquetes. Como sustituto de esto, cuando se forma una conexión, se selecciona y mantiene en tablas una ruta desde un nodo de origen a un nodo de destino. Esta ruta realiza su acción en el momento de la congestión del tráfico.

En el momento en que se libera la conexión, la subred virtual también se descarta. En este servicio, cada paquete lleva su propio identificador que indica la dirección exacta del circuito virtual. El siguiente diagrama muestra el algoritmo de enrutamiento en la subred virtual.

Implementación de servicio orientado a la conexión

Implementación de servicio orientado a la conexión

Protocolos de enrutamiento de capa de red

Los protocolos de enrutamiento de red son de muchos tipos. Todos los protocolos se describen a continuación:

1). Protocolo de información de enrutamiento

Este protocolo se implementa principalmente en la red LAN y WAN. Aquí, se clasifica como un protocolo de puerta de enlace interior interno a la utilización de un algoritmo de vector de distancia.

2). Protocolo de enrutamiento de puerta de enlace interior

Este protocolo se utiliza para enrutar información interna al sistema independiente. El objetivo principal de este protocolo es aniquilar las limitaciones de RIP en las redes complicadas. Incluso gestiona varias métricas para cada ruta junto con la coherencia, el ancho de banda y la carga de retardo. El salto más grande es de 255 y las actualizaciones de enrutamiento se transmiten a una velocidad de 90 segundos.

3). Abra primero el camino más corto

Se considera el protocolo de enrutamiento activo que se utiliza principalmente en los protocolos de Internet. Especialmente, es el protocolo de enrutamiento de estado de enlace y pasa a la clasificación de protocolo de puerta de enlace interior.

4). Protocolo de puerta de enlace exterior

El mejor protocolo de enrutamiento elegido para la actividad de Internet es el protocolo de puerta de enlace exterior. Tiene un escenario diferente en comparación con los protocolos de vector de ruta y distancia. Este protocolo sigue la topología como la de un árbol.

5). Protocolo Mejorado de Ruteamiento a Puerto Interior de Salida

Es el protocolo de enrutamiento por vector de distancia en mejora en la optimización que disminuye la inestabilidad en el enrutamiento que ocurre después de la modificación de la topología, además del uso de ancho de banda y capacidad de procesamiento. En general, la optimización depende del trabajo DUAL de SRI que asegura el proceso sin bucles y proporciona la posibilidad de una unión rápida.

6). Protocolo de puerta de enlace fronteriza

Este protocolo es responsable del mantenimiento de una tabla de redes de protocolo de Internet que administran la capacidad de aproximación de red entre AS. Esto se articula en forma de un protocolo de vector de ruta. Aquí, las métricas generales de IGP no se implementan, sino que van con las decisiones que dependen de la ruta y las reglas de la red.

7). Sistema intermedio a sistema intermedio

Esto lo emplean principalmente los dispositivos de red donde decide el mejor método para la transmisión de un datagrama y esta identificación de escenario se denomina enrutamiento.

Servicios de capa de red

La capa de red proporciona servicios que permiten que los dispositivos finales intercambien información a través de la red. Para lograrlo, utiliza cuatro procesos donde aquellos son de

  • Abordar los dispositivos finales
  • Encapsulamiento
  • Enrutamiento
  • Desencapsulación

Con todos los protocolos, tipos, servicios y otros marcos de enrutamiento, la capa de red es un gran soporte para el modelo OSI. La funcionalidad de la capa de red contiene en cada enrutador. Los protocolos más generales relacionados con la capa de red son Protocolo de Internet y Netware IPX / SPX. Dado que la capa de red ha sido implementada por muchas organizaciones, obtenga información más detallada sobre cuáles son los enfoques con los que está asociada la capa de red.