Curso de Windows 2003 Server

La capa de red se ocupa de la navegación de los datos a través de ella y su principal función es encontrar la mejor ruta a través de la red. Los dispositivos utilizan el esquema de direccionamiento de capa de red para determinar el destino de los datos a medida que se desplazan a través de la red. En este punto veremos el uso de las operaciones del router para ejecutar esta función de seleccionar el mejor camino para los datos.

Además, conoceremos el direccionamiento IP y las tres clases de redes en los esquemas de direccionamiento IP. También veremos que se han reservado ciertas direcciones IP que no se pueden asignar a ninguna red. Por último, veremos las subredes y las máscaras de subred y de sus esquemas de direccionamiento IP.  Esta es la parte mas importante de esta introducción, verás como te va a aclarar multitud de conceptos.

La capa de red es responsable por el desplazamiento de datos a través de un conjunto de redes. Los dispositivos utilizan el esquema de direccionamiento de capa de red para determinar el destino de los datos a medida que se desplazan a través de las redes.

Los protocolos que no tienen capa de red sólo se pueden usar en redes internas pequeñas. Estos protocolos normalmente sólo usan un nombre (por ej., dirección MAC) para identificar el ordenador en una red. El problema con este sistema es que, a medida que la red aumenta de tamaño, se torna cada vez más difícil organizar todos los nombres como, por ejemplo, asegurarse de que dos ordenadores no utilicen el mismo nombre. Por ejemplo Microsoft desarrollo un protocolo de comunicaciones llamado Netbeui, era muy rápido y sencillo pero no permitía enrutamiento por lo que se limitaba a la red local.

Las direcciones de capa de red utilizan un esquema de direccionamiento jerárquico que permite la existencia de direcciones únicas más allá de los límites de una red, junto con un método para encontrar una ruta por la cual la información viaje a través de las redes. Tranquilo con todo esto, hay que ver el problema actual para buscar la solución y el problema es saber cómo identificar a los ordenadores para luego "buscarlos" por la red hasta encontrarlos.

Las direcciones MAC usan un esquema de direccionamiento plano que hace que sea difícil ubicar los dispositivos en otras redes. Los esquemas de direccionamiento jerárquico permiten que la información viaje por una red, así como también un método para detectar el destino de modo eficiente. La red telefónica es un ejemplo del uso del direccionamiento jerárquico. El sistema telefónico utiliza un código de país que designa un área geográfica como primera parte de la llamada (salto). Los siguientes dígitos representan la central local (provincia). Los últimos dígitos representan el número telefónico destino individual (que, por supuesto, constituye el último salto).

Los dispositivos de red necesitan un esquema de direccionamiento que les permita enviar paquetes de datos a través de la red (un conjunto de redes formado por múltiples segmentos que usan el mismo tipo de direccionamiento). Hay varios protocolos de capa de red con distintos esquemas de direccionamiento que permiten que los dispositivos envíen datos a través de una red pero nosotros nos centraremos en TCP/IP que es el universal.

La única forma de que el equipo B pueda encontrar el A es mediante un esquema de direccionamiento.

Ya vimos antes la necesidad de dividir nuestra red en varias mas debido: al aumento de tamaño de cada red y el aumento de la cantidad de redes.

Cuando una LAN, MAN o WAN crece, es necesario o aconsejable para el control de tráfico de la red que ésta sea dividida en porciones más pequeñas denominadas segmentos de red (o simplemente segmentos). Esto da como resultado que la red se transforme en un grupo de redes, cada una de las cuales necesita una dirección individual.

En este momento existe un gran número de redes, las redes son comunes en las oficinas, escuelas, empresas y países. Para interconectar estas pequeñas redes en que se ha dividido nuestra empresa utilizaremos por ejemplo Internet. Sin embargo, debemos hacerlo con esquemas de direccionamiento razonables y dispositivos de red adecuados. De no ser así, el flujo de tráfico de red se congestionaría seriamente y ni las redes locales ni Internet funcionarían. Todo esto viene a cuento de que hará falta un sistema de nomenclatura para estos dispositivos: las direcciones IP.

Internet es un conjunto de segmentos de red unidos entre sí para que sea más fácil compartir la información. Las redes operan en su mayor parte de la misma manera, con empresas conocidas como Proveedores de servicios de Internet (ISP), que ofrecen servicios que interconectan múltiples segmentos de red

Los routers son dispositivos de red que operan en la Capa 3 del modelo OSI (la capa de red). Estos routers unen o interconectan segmentos de red o redes enteras. Hacen pasar paquetes de datos entre redes tomando con base la información de capa 3.

Los routers toman decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envío de datos a través de una red y luego dirigen los paquetes hacia el segmento y el puerto de salida adecuados. Si lees información técnica verás el enrutamiento a veces se denomina conmutación de Capa 3.

La función que determina la ruta se produce a nivel de Capa 3 (capa de red). Permite al router evaluar las rutas disponibles hacia un destino y establecer el mejor camino para los paquetes.  Los servicios de enrutamiento utilizan la información de la topología de red al evaluar las rutas de red. La determinación de ruta es el proceso que utiliza el router para elegir el siguiente salto de la ruta del paquete hacia su destino, este proceso también se denomina enrutar el paquete. Como ves empezamos a entrar en un nivel muy interesante ya que transcendemos de nuestra red local para que, a través de un router, podamos enrutar el tráfico hacia otra red (mi empresa, internet, ...)

Los routers, como dispositivos inteligentes que son, verán la velocidad y congestión de las líneas y así elegirán la mejor ruta. Por ejemplo para ir de Logroño a Madrid pueden coger una nacional con poco tráfico en lugar de la autopista con atasco de tráfico. Y viceversa puede decidir ir por autopista aunque sea el camino mas largo (varios routers) que la carretera directa mas lenta.

La dirección de red ayuda al router a identificar una ruta dentro de la nube de red, el router utiliza esta dirección de red para identificar la red destino de un paquete dentro de la red. Lee despacio estos conceptos, son muy sencillos y obvios pero si tienes la base clara te ayudará mucho a comprender como funcionan las redes.

Además de la dirección de red, los protocolos de red utilizan algún tipo de dirección de host o nodo. Para algunos protocolos de capa de red, el administrador de la red asigna direcciones de red de acuerdo con un plan de direccionamiento de red por defecto. Para otros protocolos de capa de red, asignar direcciones es una operación parcial o totalmente dinámica o automática. El gráfico muestra tres dispositivos en la Red 1 (dos estaciones de trabajo y un router), cada una de los cuales tiene su propia dirección de equipo exclusiva. (también muestra que el router está conectado a otras dos redes: las Redes 2 y 3).

Fíjate bien en el gráfico. Ten en cuenta que todavía no hemos empezado con las direcciones IP, simplemente hemos puesto nombres 1, 2 y 3 a las tres redes conectadas por el router y además hemos numerado a nuestros dispositivos de cada red: 1.1 para el router, 1.2 para un equipo y 1.3 para el otro. Luego en la segunda red 2 hemos puesto el número 2.1 a la conexión del router y la 3.1 para la tercera red. Es obvio que el router debe estar conectado a las tres redes si debe darnos conectividad a las tres, por eso tiene un nombre de cada red: 1.1, 2.1 y 3.1. Las analogías que usamos anteriormente para una dirección de red incluyen la primera parte (código de provincia) de un número telefónico. Los dígitos restantes de un número telefónico indican el teléfono destino similar a la función de la parte del host de una dirección. La parte host le comunica al router hacia qué dispositivo específico deberá entregar el paquete.

Sin el direccionamiento de capa de red, no se puede producir el enrutamiento. Los routers requieren direcciones de red para garantizar el envío correcto de los paquetes. Si no existiera alguna estructura de direccionamiento jerárquico, los paquetes no podrían transportarse a través de una red. De la misma manera, si no existiera alguna estructura jerárquica para los números telefónicos, las direcciones postales o los sistemas de transporte, no se podría realizar la entrega correcta.

La dirección MAC (la que viene grabada de fábrica en las tarjetas de red) se puede comparar con el nombre de las personas, y la dirección de red con su dirección postal. Si una persona se muda a otra ciudad, su nombre propio seguiría siendo el mismo, pero la dirección postal deberá indicar el nuevo lugar donde se puede ubicar. Los dispositivos de red (los routers así como también los ordenadores individuales) tienen una dirección MAC y una dirección de protocolo (capa de red). Cuando se traslada físicamente un ordenador a una red distinta, el ordenador conserva la misma dirección MAC, pero se le debe asignar una nueva dirección de red.

Es obvio, por un lado la dirección MAC que viene grabada de fábrica no se puede cambiar nunca así que si lo movemos dentro de la red de la delegación de Logroño a la de Barcelona esa dirección no varía. En cambio la dirección de red debe cambiarla el administrador, si en Logroño comenzaba con el "1." cuando viaje a Barcelona el equipo habrá que cambiarle al número de red de allí es decir "2." Así que tenemos una dirección física (MAC) y otra lógica que configuramos desde el panel de control de Windows.

La función de capa de red es encontrar la mejor ruta a través de la red. Para lograr esto, utiliza dos métodos de direccionamiento: direccionamiento plano y direccionamiento jerárquico. Un esquema de direccionamiento plano asigna a un dispositivo la siguiente dirección disponible. No se tiene en cuenta la estructura del esquema de direccionamiento. Un ejemplo de un esquema de direccionamiento plano es el sistema de numeración del DNI. Las direcciones MAC funcionan de esta manera. El fabricante recibe un bloque de direcciones; la primera mitad de cada dirección corresponde al código del fabricante, el resto de la dirección MAC es un número que se asigna de forma secuencial.

Los códigos postales del sistema de correo son un buen ejemplo de direccionamiento jerárquico. En el sistema de código postal, la dirección se determina a través de la ubicación y no a través de un número asignado de forma aleatoria. El esquema de direccionamiento que usaremos a lo largo de este curso es el direccionamiento de Protocolo Internet (IP). Las direcciones IP tienen una estructura específica y no se asignan al azar.