1. Gateway predeterminado
El método que utilizan los hosts para enviar mensajes a un destino en una red remota difiere de la manera en la que envían mensajes a un destino en la misma red local. Cuando un host necesita enviar un mensaje a otro host ubicado en la misma red, reenvía el mensaje de manera directa. El host utiliza el ARP para determinar la dirección MAC del host de destino. Incluye la dirección IP de destino dentro del encabezado del paquete y encapsula el paquete en una trama que contiene la dirección MAC del destino y lo reenvía.
Cuando un host necesita enviar un mensaje a una red remota, debe utilizar el router, también conocido como “gateway predeterminado”. El gateway predeterminado es la dirección IP de una interfaz de un router en la misma red que el host emisor.
Es importante que en cada host de la red local se configure la dirección de gateway predeterminado. Si no se define ninguna dirección de gateway predeterminado en la configuración de TCP/IP del host, o si se especifica un gateway predeterminado incorrecto, no se podrán entregar los mensajes dirigidos a hosts de redes remotas.
En la ilustración, los hosts en la LAN utilizan R1 como el gateway predeterminado con la dirección 192.168.1.1 establecida en la configuración de TCP/IP. Si el destino de una PDU se encuentra en una red IP distinta, los hosts envían las PDU al gateway predeterminado en el router para su posterior transmisión.
2. Comunicación con un dispositivo en una red remota
Sin embargo, ¿cuáles son las funciones de la dirección de la capa de red y de la dirección de la capa de enlace de datos cuando un dispositivo se comunica con un dispositivo en una red remota? En este ejemplo, tenemos un equipo cliente, PC1, que se comunica con un servidor, en este caso un servidor Web, en una red IP diferente.
Direcciones de red
Las direcciones IP indican las direcciones de red y de los dispositivos de origen y de destino. Cuando el emisor del paquete se encuentra en una red distinta de la del receptor, las direcciones IP de origen y de destino representan los hosts en redes diferentes. Esto lo indica la porción de red de la dirección IP del host de destino.
- Dirección IP de origen: la dirección IP del dispositivo emisor, es decir, el equipo cliente PC1: 192.168.1.110.
- Dirección IP de destino: la dirección IP del dispositivo receptor, es decir, el servidor Web: 172.16.1.99.
Direcciones de enlaces de datos
Cuando el emisor y el receptor del paquete IP se encuentran en redes diferentes, la trama de enlace de datos de Ethernet no se puede enviar directamente al host de destino, debido a que en la red del emisor no se puede tener acceso directamente al host. La trama de Ethernet se debe enviar a otro dispositivo conocido como “router” o “gateway predeterminado”. En nuestro ejemplo, el gateway predeterminado es R1. R1 tiene una interfaz y una dirección IP que se encuentra en la misma red que PC1. Esto permite que PC1 alcance el router directamente.
- Dirección MAC de origen: la dirección MAC de Ethernet del dispositivo emisor, PC1. La dirección MAC de la interfaz Ethernet de PC1 es AA-AA-AA-AA-AA-AA.
Dirección MAC de destino: cuando el dispositivo receptor está en una red distinta de la del dispositivo emisor, la dirección MAC de destino es la dirección MAC de Ethernet del gateway predeterminado o el router. En este ejemplo, la dirección MAC de destino es la dirección MAC de la interfaz Ethernet de R1 que está conectada a la red de PC1, que es 11-11-11-11-11-11.
La trama de Ethernet con el paquete IP encapsulado ahora se puede transmitir a R1. R1 reenvía el paquete al destino, el servidor Web. Esto puede significar que R1 reenvía el paquete a otro router o directamente al servidor Web si el destino se encuentra en una red conectada a R1.
¿Cómo hace el dispositivo emisor para determinar la dirección MAC del router?
Cada dispositivo conoce la dirección IP del router a través de la dirección de gateway predeterminado definida en la configuración de TCP/IP. La dirección de gateway predeterminado es la dirección de la interfaz del router conectado a la misma red local que el dispositivo de origen. Todos los dispositivos de la red local utilizan la dirección de gateway predeterminado para enviar mensajes al router. Una vez que el host conoce la dirección IP del gateway predeterminado, puede utilizar ARP para determinar la dirección MAC de ese gateway predeterminado. La dirección MAC del gateway predeterminado entonces se coloca en la trama.
3. Resumen de protocolos y comunicaciones de red
Las redes de datos son sistemas de dispositivos finales, dispositivos intermediarios y medios que conectan los dispositivos. Para que se produzca la comunicación, estos dispositivos deben saber cómo comunicarse.
Estos dispositivos deben cumplir con reglas y protocolos de comunicación. TCP/IP es un ejemplo de una suite de protocolos. La mayoría de los protocolos son creados por organismos de estandarización, como el IETF o el IEEE. El Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica es un organismo profesional para las personas que trabajan en los campos de la electrónica y de la ingeniería eléctrica. La ISO, la International Organization for Standardization, es el mayor desarrollador del mundo de estándares internacionales para una amplia variedad de productos y servicios.
Los modelos de redes que más se utilizan son OSI y TCP/IP. Asociar los protocolos que establecen las reglas de las comunicaciones de datos con las distintas capas de estos modelos es de gran utilidad para determinar qué dispositivos y servicios se aplican en puntos específicos mientras los datos pasan a través de las LAN y WAN.
Los datos que pasan por el stack del modelo OSI se segmentan en trozos y se encapsulan con direcciones y otras etiquetas. El proceso se revierte a medida que esos trozos se desencapsulan y pasan por el stack de protocolos de destino. El modelo OSI describe los procesos de codificación, formateo, segmentación y encapsulación de datos para transmitir por la red.
La suite de protocolos TCP/IP es un protocolo de estándar abierto que recibió el aval de la industria de redes y fue ratificado, o aprobado, por un organismo de estandarización. La suite de protocolos de Internet es una suite de protocolos necesaria para transmitir y recibir información mediante Internet.
Las unidades de datos del protocolo (PDU) se denominan según los protocolos de la suite TCP/IP: datos, segmento, paquete, trama y bits.
La aplicación de los modelos permite a diversas personas, compañías y asociaciones comerciales analizar las redes actuales y planificar las redes del futuro.
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