Redes de Computadoras: Encaminamiento, Protocolo IP y Conexión Orientada vs. No Orientada a Conexión

Modos de operación: orientado y no orientado a conexión

En las redes de datos existen dos modos de operación principales: el orientado a conexión y el no orientado a conexión.

Tipos de encaminamiento

• Centralizado: es menos robusto. La estación de origen toma la decisión de encaminamiento.
• Distribuido: es más robusto. Cada nodo tiene la responsabilidad de seleccionar un enlace de salida.

Circuitos virtuales y datagramas

• La conexión orientada a conexión corresponde a un mecanismo de circuito virtual.
• El servicio orientado a conexión gestiona los paquetes de forma dependiente, es decir, no de forma independiente.
• Un servicio no orientado a conexión puede utilizar el mismo argumento que un servicio de datagrama frente a un servicio con circuitos virtuales.
• El servicio no orientado a conexión gestiona los paquetes de forma independiente y en desorden, igual que un servicio de datagrama externo.
• En un datagrama externo con circuito virtual externo, el usuario no logra ver ninguna conexión y esto ocurre durante largos periodos de tiempo.

Requisitos y criterios del encaminamiento

Principales aspectos o requisitos para la función de encaminamiento

Exactitud, simplicidad, robustez, estabilidad, optimización, eficiencia e imparcialidad.

Bases para lograr un buen trabajo en la red

Son necesarios el procesamiento y la transmisión.

Criterios de funcionamiento

Número de saltos, retardo, eficiencia y costo.

Alternativas a evaluar en el instante de decisión de un encaminamiento

Instante de decisión por circuito virtual y lugar de decisión donde los nodos son responsables del encaminamiento.

Protocolos y funciones de la capa de red

Funciones de los protocolos

• Enviar y recibir mensajes de cualquier tipo a través de la red.
• Identificar emisor y receptor.
• Enviar los mensajes al destino final.
• Identificar un PC en la red.
• Conversión de nombres a direcciones.
• Establecer servicios.
• Codificar y decodificar información.

Tipos de protocolo

Orientado a transferencia y orientado a la protección de datos.

Pasos para la conexión de red

• Sistemas intermedios sirven para conectar subredes.
• Conexión lógica: las conexiones lógicas se establecen mediante varios sistemas intermedios.

Funciones de los dispositivos de encaminamiento orientados a la conexión

Retransmisión y encaminamiento.

IP: servicio sin conexión

Ventajas

Flexible, robusto y sin información innecesaria.

Elementos importantes para el trabajo de interconexión

Encaminamiento: la tabla de encaminamiento contiene información sobre la orientación de las señales.

• Tabla estática: rutas alternativas.
• Tabla dinámica: más flexible.

Servicios de las tablas: seguridad, prioridad.

La estación fuente incluye una lista secuencial de dispositivos de encaminamiento en el datagrama, que contribuye a los servicios anteriores.

Servicio de registro de ruta

Se registra la IP en la lista de direcciones del datagrama, lo que ayuda a la comprobación y depuración de datos.

Otro elemento: TTL

Razones: 1) el datagrama circula de forma indefinida; 2) el protocolo de transporte depende del TTL.

Fragmentación y reensamblado

Segmentos de datagrama = fragmentos. El reensamblado en el destino solo se realiza si se fragmentan entre redes, lo que no es eficiente.

Reensamblar en dispositivos intermedios: desventajas

1. Mayor memoria temporal, con riesgo de ocupar espacio en datagramas parciales.
2. Todos los fragmentos deben pasar por el mismo dispositivo de encaminamiento de salida, lo que dificulta el encaminamiento dinámico.

Cabecera del datagrama IP

Incluye: ID, dirección de origen y destino, identificador del protocolo que genera datos, longitud de datos de usuario en octetos, y desplazamiento de la posición del fragmento de datos de usuario en múltiplos de 64 bits.

Actividades para segmentar un datagrama

1. Crear 2 nuevos datagramas con la misma cabecera.
2. Dividir el campo de datos en 2 porciones iguales con límite de 64 bits.
3. Establecer la longitud de datos del primer datagrama y fijar el indicador de más datos; el desplazamiento se deja igual.
4. Establecer la longitud de datos del segundo datagrama y añadir la longitud del primero dividida entre 8 al campo de desplazamiento; el indicador de más datos se mantiene igual.

Los datagramas pueden ser descartados por: expiración del TTL, congestión de red o problemas de lectura de datagramas (más difícil de notificar).

Control de flujo

Es el mecanismo que permite a los dispositivos de encaminamiento y a las estaciones receptoras limitar la razón a la cual reciben los datos. Lo más importante es la cantidad de flujo que podría transferirse.

Especificación de IP

IP se especifica en dos partes: 1) la interfaz con la capa superior y 2) el formato real del protocolo y los mecanismos asociados.

Términos dentro de los servicios entre capas de protocolo

• Parámetro: datos que se pasan entre capas.
• Primitiva: especifica la función que se va a ofrecer. Puede ser como una llamada a subrutina: request solicita la transmisión de datos y deliver notifica la llegada de datos y parámetros.

Parámetros asociados a primitivas

1. Dirección de origen.
2. Dirección de destino.
3. Protocolo.
4. Indicador de tipo de servicio, que especifica el tratamiento de la unidad de datos en su transmisión.
5. Identificador utilizado en la combinación de las direcciones de origen y destino, que identifica de forma única la unidad de datos.
6. Identificador de no fragmentación, que indica si el protocolo IP puede segmentar datos durante el tránsito.
7. TTL del fragmento.
8. Longitud de los datos.
9. Datos.
10. Seguridad (normal o alta), que minimiza la posibilidad de que el resultado esté dañado o se pierda.

Opciones de servicio IP

Retardo: bajo indica una petición para minimizar el retardo que experimentará un datagrama; alto indica rendimiento del datagrama.

Las opciones de servicio IP están definidas por: precedencia, seguridad, retardo y rendimiento, aspectos que influyen en la calidad de servicio del protocolo IP.