Arquitectura y Protocolos Clave de la Capa de Red (Modelo OSI)

Fundamentos de la Capa de Red

Definición y Funciones Esenciales

La función principal de la Capa de Red es la de dirigir los paquetes de información desde la estación origen a la estación destino, las cuales pueden estar geográficamente muy separadas en la red. Es la responsable de encaminar todos los paquetes a lo largo del trayecto.

Modelos de Conexión en la Capa de Red

Existen dos modelos principales de conexión utilizados para el envío de paquetes:

• Datagrama

  Los paquetes de información reciben el nombre de datagrama en la capa de red. Cuando se establece una conexión por datagrama, cada paquete se trata de manera individual, encaminándolo hasta el destino sin necesidad de establecer una comunicación previa entre los equipos. Este proceso es parecido al correo postal.

• Circuitos Virtuales

  Los equipos que quieren comunicarse deben comenzar estableciendo una conexión entre ellos. Mientras dure el circuito virtual, los routers reservarán los recursos necesarios para que los equipos puedan intercambiarse la información.

Glosario de Términos Clave (Capa 3)

Router

Es un dispositivo de la capa de red que decide qué rutas deben seguir los paquetes para llegar a su destino.

QoS (Quality of Service)

Esta tecnología, Calidad de Servicio, garantiza cierta cantidad de información en un tiempo dado. Es necesaria sobre todo en las transmisiones de video y voz.

TTL (Time To Live)

Se trata de un mecanismo de control (contador) que va disminuyendo cada vez que el paquete atraviesa un router. Cuando llega a 0, se descarta el paquete, impidiendo así que los paquetes que no encuentren su destino se queden indefinidamente en la red.

NAT (Network Address Translation)

Es una herramienta utilizada por los routers para proporcionar conectividad a Internet a redes definidas con direcciones privadas.

IP (Internet Protocol)

Es uno de los protocolos fundamentales de la pila de protocolos OSI y TCP/IP. Se trata de un protocolo no orientado a conexión y, por tanto, orientado a datagrama, que tiene como objetivo principal ofrecer un mecanismo de direccionamiento de los dispositivos de una red. Se le conoce como protocolo de mejor esfuerzo debido a que no asegura que los paquetes lleguen a su destino.

Servicios de la Capa de Red a la Capa de Transporte

La Capa de Red proporciona dos tipos principales de servicios a la Capa de Transporte:

• Servicios Orientados a la Conexión

  Con el primer paquete se especifica la dirección de destino y se establece la ruta que deberán seguir el resto de paquetes mientras dure la conexión.

• Servicios No Orientados a la Conexión

  Cada paquete es tratado de manera individual; por lo tanto, los paquetes que van al mismo destino pueden seguir rutas diferentes.

Direccionamiento Lógico vs. Direccionamiento Físico

La diferencia fundamental radica en el alcance y la función:

• El direccionamiento físico (ej. dirección MAC) permite diferenciar dispositivos dentro de un mismo medio o segmento de red local.
• El direccionamiento lógico (ej. dirección IP) permite el movimiento y la identificación de dispositivos a través de múltiples redes interconectadas, facilitando el enrutamiento global.

Rangos de Direcciones IP Especiales

A continuación, se enumeran algunas direcciones IP reservadas o con funciones específicas:

• 0.0.0.0/8 (0.0.0.0 hasta 0.255.255.255): Indica el estado de un dispositivo que está a la espera de recibir una IP (dirección por defecto o "esta red").
• 127.0.0.1 (Loopback): Define al dispositivo local en el que uno se encuentra (dirección de bucle invertido).
• 14.0.0.0/8 (14.0.0.0 hasta 14.255.255.255): Rango históricamente utilizado para redes públicas de datos (actualmente asignado a entidades específicas).