CAPITULO 5

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Ethernet es la tecnología LAN más utilizada hoy en día. Es una familia de tecnologías de red que se definen en los estándares IEEE 802.2 y 802.3. Los estándares de Ethernet definen los protocolos de capa 2 y las tecnologías de capa 1. Para los protocolos de capa 2, como con todos los estándares IEEE 802, Ethernet depende de ambas subcapas individuales de la capa de enlace de datos para funcionar: la subcapa de control de enlace lógico (LLC) y la subcapa MAC.

 

En la capa de enlace de datos, la estructura de la trama es casi idéntica para todos los anchos de banda de Ethernet. La estructura de la trama de Ethernet agrega encabezados y tráilers a la PDU de capa 3 para encapsular el mensaje que se envía.

Existen dos estilos de entramado de Ethernet: el estándar Ethernet IEEE 802.3 y el estándar Ethernet DIX, que hoy se conoce como “Ethernet II”. La diferencia más significativa entre ambos estándares es el agregado de un delimitador de inicio de trama (SFD) y el cambio del campo “Tipo” al campo “Longitud” en el estándar 802.3. Ethernet II es el formato de trama de Ethernet utilizado en las redes TCP/IP. Como implementación de los estándares IEEE 802.2/3, la trama de Ethernet proporciona direccionamiento MAC y verificación de errores.

 

El direccionamiento de capa 2 proporcionado por Ethernet admite comunicaciones de unidifusión, multidifusión y difusión. Ethernet utiliza el protocolo de resolución de direcciones para determinar las direcciones MAC de los destinos y asignarlas a direcciones IPv4 conocidas.

 

Cada nodo de una red IPv4 tiene una dirección MAC y una dirección IPv4. Las direcciones IP se utilizan para identificar el origen inicial y el destino final del paquete. Las direcciones MAC Ethernet se utilizan para enviar el paquete de una NIC Ethernet a otra NIC Ethernet en la misma red IP. El ARP se utiliza para asignar una dirección IPv4 conocida a una dirección MAC, de manera que el paquete se pueda encapsular en una trama de Ethernet con la dirección de capa 2 correcta.

 

El ARP depende de ciertos tipos de mensajes de difusión y de unidifusión Ethernet, llamados “solicitudes de ARP” y “respuestas de ARP”. El protocolo ARP resuelve las direcciones IPv4 en direcciones MAC y mantiene una tabla de asignaciones.

 

En la mayoría de las redes Ethernet, generalmente, las terminales están conectadas punto a punto a un switch de dúplex completo de capa 2. Un switch LAN de capa 2 realiza el switching y el filtrado solamente según la dirección MAC de la capa de enlace de datos OSI (capa 2). Un switch de capa 2 arma una tabla de direcciones MAC, que utiliza para tomar decisiones de reenvío. Los switches de capa 2 dependen de los routers para transferir datos entre subredes IP independientes.

capitulo 6

Existen dos estilos de entramado de Ethernet: el estándar Ethernet IEEE 802.3 y el estándar Ethernet DIX, que hoy se conoce como “Ethernet II”. La diferencia más significativa entre ambos estándares es el agregado de un delimitador de inicio de trama (SFD) y el cambio del campo “Tipo” al campo “Longitud” en el estándar 802.3. Ethernet II es el formato de trama de Ethernet utilizado en las redes TCP/IP. Como implementación de los estándares IEEE 802.2/3, la trama de Ethernet proporciona direccionamiento MAC y verificación de errores.

 

El direccionamiento de capa 2 proporcionado por Ethernet admite comunicaciones de unidifusión, multidifusión y difusión. Ethernet utiliza el protocolo de resolución de direcciones para determinar las direcciones MAC de los destinos y asignarlas a direcciones IPv4 conocidas.

 

Cada nodo de una red IPv4 tiene una dirección MAC y una dirección IPv4. Las direcciones IP se utilizan para identificar el origen inicial y el destino final del paquete. Las direcciones MAC Ethernet se utilizan para enviar el paquete de una NIC Ethernet a otra NIC Ethernet en la misma red IP. El ARP se utiliza para asignar una dirección IPv4 conocida a una dirección MAC, de manera que el paquete se pueda encapsular en una trama de Ethernet con la dirección de capa 2 correcta.

 

El ARP depende de ciertos tipos de mensajes de difusión y de unidifusión Ethernet, llamados “solicitudes de ARP” y “respuestas de ARP”. El protocolo ARP resuelve las direcciones IPv4 en direcciones MAC y mantiene una tabla de asignaciones.

 

En la mayoría de las redes Ethernet, generalmente, las terminales están conectadas punto a punto a un switch de dúplex completo de capa 2. Un switch LAN de capa 2 realiza el switching y el filtrado solamente según la dirección MAC de la capa de enlace de datos OSI (capa 2). Un switch de capa 2 arma una tabla de direcciones MAC, que utiliza para tomar decisiones de reenvío. Los switches de capa 2 dependen de los routers para transferir datos entre subredes IP independientes.

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CAPITULO 7

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Las direcciones IP son jerárquicas y tienen porciones de red, subred y host. Una dirección IP puede representar una red completa, un host específico o la dirección de difusión de la red.

Es importante entender la notación binaria para determinar si dos hosts están en la misma red. Los bits dentro de la porción de red de la dirección IP deben ser idénticos para todos los dispositivos que residen en la misma red. La máscara de subred o el prefijo se utilizan para determinar la porción de red de una dirección IP. Las direcciones IP pueden asignarse de manera estática o dinámica. El protocolo DHCP permite la asignación automática de información de direccionamiento, como una dirección IP, una máscara de subred, un gateway predeterminado y otra información de configuración.

Los hosts de IPv4 se pueden comunicar en una de tres maneras diferentes: unidifusión, difusión o multidifusión. Además, los bloques de direcciones que se utilizan en redes que requieren acceso limitado o inexistente a Internet se denominan “direcciones privadas”. Los bloques de direcciones IPv4 privadas son 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16.

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CAPITULO 8

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El proceso de segmentación de una red mediante su división en varios espacios de red más pequeños se denomina “división en subredes”.

Cada dirección de red tiene un intervalo válido de direcciones de host. Todos los dispositivos conectados a la misma red tienen una dirección de host IPv4 para esa red y una máscara de subred o un prefijo de red común. Es posible reenviar el tráfico entre hosts directamente, siempre que estén en la misma subred. El tráfico no puede reenviarse entre subredes sin un router. Para determinar si el tráfico es local o remoto, el router utiliza la máscara de subred. El prefijo y la máscara de subred son diferentes formas de representar lo mismo: la porción de red de una dirección.

Las subredes IPv4 se crean utilizando uno o más de los bits de host como bits de red. Dos factores muy importantes que conducen a la determinación del bloque de direcciones IP con la máscara de subred son la cantidad de subredes requeridas y la cantidad máxima de hosts necesarios por subred. Existe una relación inversa entre la cantidad de subredes y la cantidad de hosts: cuantos más bits se toman prestados para crear subredes, menor es la cantidad de bits de host disponibles, lo que da como resultado menos hosts por subred.

La fórmula 2^n (donde “n” representa la cantidad de bits de host restantes) se utiliza para calcular cuántas direcciones disponibles habrá en cada subred. Sin embargo, no son utilizables la dirección de red y la dirección de difusión dentro de un intervalo. Por lo tanto, para calcular el número de direcciones utilizables, se requiere el cálculo 2^n - 2.

La subdivisión de subredes, o el uso de una máscara de subred de longitud variable (VLSM), se diseñó para evitar que se desperdicien direcciones.

La división en subredes IPv6 requiere un enfoque diferente que la división en subredes IPv4. Los espacios de direcciones IPv6 no se dividen en subredes para conservar direcciones, sino para admitir el diseño lógico jerárquico de la red. Por lo tanto, mientras que la división en subredes IPv4 tiene que ver con administrar la escasez de direcciones, la división en subredes IPv6 se relaciona con armar una jerarquía de direccionamiento basada en la cantidad de routers y las redes que estos admiten.

Se requiere una planificación cuidadosa para hacer buen uso del espacio de direcciones disponible. Los requisitos de tamaño, ubicación, uso y acceso son consideraciones que se deben tener en cuenta en el proceso de planificación de direcciones.

Una vez implementada, la red IP se debe probar para verificar la conectividad y el rendimiento operativo.

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CAPITULO 9

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Capa de transporte

La capa de transporte proporciona servicios relacionados con el transporte de las siguientes maneras:

 

• La división en segmentos de los datos que se reciben de una aplicación

 

• La adición de un encabezado para identificar y administrar cada segmento

 

• El uso de la información del encabezado para reensamblar los segmentos de nuevo en datos de aplicación

 

• El paso de los datos ensamblados hacia la aplicación correcta

 

UDP y TCP son protocolos de la capa de transporte comunes.

Los datagramas de UDP y los segmentos TCP tienen encabezados que se agregan delante de los datos, los cuales incluyen un número de puerto de origen y un número de puerto de destino. Estos números de puerto permiten que los datos se dirijan a la aplicación correcta que se ejecuta en el equipo de destino.

TCP pasa datos a la red hasta que conoce el destino y está lista para recibirlos. Luego TCP administra el flujo de datos y reenvía todos los segmentos de datos de los que recibió reconocimiento a medida que se reciben en el destino. TCP utiliza mecanismos de enlace, temporizadores, mensajes de reconocimiento y control del flujo mediante mecanismo de ventana dinámico para lograr la confiabilidad. El proceso de confiabilidad, sin embargo, impone una sobrecarga en la red en términos de encabezados de segmentos mucho más grandes y más tráfico de la red entre el origen y el destino.

Si se deben entregar los datos de aplicación a través de la red de manera rápida, o si el ancho de banda de la red no admite la sobrecarga de mensajes de control que se intercambian entre los sistemas de origen y destino, UDP es el protocolo de la capa de transporte preferido por los desarrolladores. UDP no ofrece ninguna de las características de confiabilidad de TCP. Sin embargo, esto no significa necesariamente que la comunicación misma no sea confiable; puede haber mecanismos en los protocolos de la capa de aplicación y servicios que procesen datagramas perdidos o retrasados si la aplicación tiene estos requisitos.

El desarrollador de la aplicación decide cuál es el protocolo de capa de transporte que más se ajusta a los requisitos de la aplicación. Es importante recordar que el resto de las capas cumplen una función en las comunicaciones de red de datos y afectan el rendimiento de estas.