TCP/IP. Nivel de red

5.1 PROTOCOLOS:
para que los elementos de una red local puedan comunicarse de una manera fiable y eficaz deben regirse por un conjunto de reglas y normas denominado protocolo. dos elementos que quieran comunicarse deben utilizar exactamente los mismos protocolos, de lo contrario la comunicación entre ellos sería imposible.

los protocolos definen todos los detalles de la comunicación entre elementos de la red como, por ejemplo, las características eléctricas y mecánicas de las interfaces de la red, los métodos de transmision, el formato de los datos que se intercambian...
existen distintos organismos organismos que han establecido sus normas para regular el mundo de las comunicaciones en redes de computadoras. Uno de ellos se llama IEEE, e inició en 1980 el desarrollo de una serie de normas para redes locales y metropolitanas bajo el nombre de IEEE 802que se concentra en definir los niveles del modelo OSI.
5.2 NIVEL DE ENLACE EN LAS REDES LOCALES:
las normas de la IEE 802 dividen el nivel de enlace de datos en dos subniveles llamados MAC y LLC.
MAC: es el más cercano al nivel Físico, su misión es la de independizar a los niveles superiores del medio de transmisión que se tiene y sus funciones son:
- empaquetar en unas unidades de datos llamadas tramas la información que le llega del subnivel LLC.
- desempaquetar tramas, reconociendo la información de direccionamiento y detección de errores.
- el control de acceso al medio de transmisión de los equipos de la red local cuando hay un medio compartido.
los mecanismos de control de acceso al medio pueden ser:
- distribuidos: todas las estaciones cooperan para determinar cuál de ellas accederá al medio según unas reglas preestablecidas.
- centralizados: existe un controlador que decide qué estación puede acceder al medio en cada momento.
otra forma de clasificar los mecanismos de control de acceso al medio es según cómo se realice, en este criterio influyen los siguientes factores:

- rotación circular: el turno (o permiso para transmitir) vapasando de una estación a la siguiente. cuando el turno alcanza la última estación pasa de nuevo a la primera, formándose una especie de círculo.
- reserva: el tiempo se divide en intervalos o ranuras que se reparten entre las estaciones que lo soliciten. Cuando una estación desea transmitir información debe reservar una ranura de tiempo (tambien llamada slot) durante la cual podrá transmitir.
-contienda: las estaciones que quieren transmitir información compiten para poder hacerlo. La estación ganadora de esta competición podrá realizar la transmisión deseada. en este caso, el acceso al medio es distribuido.


el subnivel LLC se encuentra entre el subnivel MAC y el nivel de red. Este subnivel, definido en la norma IEEE 802.2, es el encargado de la transmisión de tramas entre máquinas conectadas sin nodos intermedios. sus funciones son:

- proporcionar el nivel de red una interfaz uniforme independiente del tipo de red local en el que se esté trabajando.

- control de errores. LLC realiza la corección de los errores detectados en el subnivel LLC.

- control de flujo. Es decir, el mecanismo por el que el receptor puede controlar la velocidad a la que el transmisor envía datos.

LLC ofrece al nivel de red tres tipos de servicio al nivel de red:

- tipo 1. Servicio no orientado a conexión y sin confirmación.
- tipo 2. Servicio orientado a conexión.
- tipo 3. Servicio no orientado a conexión con confirmación.

DIRECCIONAMIENTO FÍSICO. Direcciones MAC
El componente físico fundamental del subnivel MAC es la tarjeta de red, también llamada NIC. Cada tarjeta de red posee un identificador único, grabado en su memoria ROM por el fabricante, que se denomina dirección física o dirección MAC.

TRAMAS
- tramas MAC
 La trama MAC es la unidad de datos del subnivel LLC. para formarla, dicho subnivel añade a los datos que recibe el subnivel LLC una serie de campos propios, que son campos de control, direccionamiento, y control de errores.

- PDU LLC
para formular la PDU LLC, dicho subnivel añade al paquete que recibe del nivel de red una serie de campos propios, que son los siguientes:

-- DSAP (punto de acceso al servicio destino). Campo de direccionamiento de 8 bits que identifica al receptor o receptores a los que va dirigida la PDU.

-- SSAP (punto de acceso al servicio Fuente). campo de direccionamiento de 8 bits que identifica al emisor del PDU.

-- control. Campo de control propio de subnivel LLC, su tamaño es de 2 bytes si incluye número de secuencia o 1 byte en caso contrario.

-- paquete de red. Datos del nivel de red.


5.3 TCP/IP. estructura

la arquitectura de protocolos TCP/IP, al contrario que en el modelo OSI, no es un estándar oficial. Esta arquitectura empezó a desarrollarse como base de ARPANET. la pila TCP/IP está formada por 4 niveles:

- Las aplicacionjes de los usuarios se comunican con el nivel de aplicación.
- Para procesar las peticiones de los programas de usuario, los protocolos de nivel de aplicación de comunican con un protocolo del nivel de transporte, que normalmente es el protocolo TCP.
- En el nivel de internet opera el protocolo IP. Este protocolo añade información de direccionamiento a los paquete que les llegan del nivel de transporte, y los asa al nivel de acceso a la red.
 - El nivel de Acceso a la red toma los paquetes que recibe del nivel de internet (que pasasn a llamarse datagramas) y los envía a la red. Los datagramas que viajan por la red se llaman tramas.

5.4 TCP/IP. Nivel de red
El nivel de red del modelo TCP/IP también recibe el nombre de nivel de internet.
Asociados al nivel de internet existen protocolos tales como:
- IP (protocolo de internet).
- ARP (Protocolo de Resolución de Direciones).
- ICMP ( Protocolo de mensajes de control de internet).

5.4.1 direcciones IP, IPv4 e IPv6.

Para que dos máquinas puedan comunicarse a través de internet deben poder identificarse y localizarse entre si, esta es la finalidad de la dirección IP.
Una dirección IP es un número que identifica un equipo dentro de una red que utilice el protocolo IP.
Una máquina podría estar conectada a más de una red, esto se conoce como multi-homed.
la dirección IP está formada por la concatenación de dos campos, que crean una dirección única para cada dispositivo conectado a la red. Estos campos son:

- identificador de la red. Esta parte de la dirección IP es única en toda internet.

- identificados de la máquina dentro de esta red.

Una dirección IPv4 es una secuencia de 32 bits qu, para mayor comodidad y facilidad de uso, suelen representarse como una secuencia de cuatro números entre 0 y 255.

Las direcciones IPv6 se representan cn 32 dígitos hexadecimales, reunidos en ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales cada uno. existen 3 tipos de direcciones IPv6:

- UNICAST: Estas direccciones identifican un único equipo.

- ANYCAST: Estas direcciones identifican identifican identifican un conjunto de equipos.

- MULTICAST: Estas direcciones identifican un conjunto de equipos.


SUBREDES Y MÁSCARAS DE RED

Los segmentos de red separados por routers reciben el nombre de subredes. Cuando se crea una subred es necesarios identificarla. Ya hemos visto que una dirección IP está formada por dos partes: la primera que identifica a la red y la segunda que identifica un nodo dentro de dicha red. El numero de bits que se tomarán del identificador de nodo los determina la máscara de red.

La mascara de red es un patrón formado por cuatro bytes que determinan qué parte de la dirección IP identificarán a la subred y qué parte al nodo dentro de dicha subred.

5.4.2 PROTOCOLO IP. CARACTERISTICAS Y FORMATO DE DATAGRAMA IP.

Las principales características de este protocolo son:

- Es un protocolo de conmutación de paquetes, es decir, los datos que el transmisor desea enviar al receptor son divididos en bloques de infromación.

- Es un protocolo no orientado a la conexión, lo que significa que los paquetes enviados son tratados idependientemente unos de otros.

- Ofrece un servicio no fiable, lo cual significa que IP no garantiza entrega.

- Permite la fragmentación, es decir, durante la transmisión los datagramas pueden dividirse en fragemtos que se montan de nuevo en el destino.

IP proporciona a TCP dos servicios:

- Send
- Deliver