Captulo 1.El TCP / IP y OSI Modelos de Redes

Perspectivas sobre Redes

La tecnologa de la informacin (IT) mundial se refiere a una red creada por una corporacin o empresa, con el fin de permitir a sus empleados comunicarse, como unared empresarial.Las redes ms pequeas en casa, cuando se utiliza para fines comerciales, a menudo ir por el nombre oficina pequea oficina en casa (SOHO) redes.

Modelo TCP / IP Networking

Unnetworking model, A veces tambin llamada unaarquitectura de redonetworking blueprint,se refiere a un amplio conjunto de documentos.Individualmente, cada documento describe una pequea funcin requerida para una red;Colectivamente, estos documentos definen todo lo que debera ocurrir por una red informtica para trabajar.Algunos documentos definen unprotocolo,que es un conjunto de lgica reglas que los dispositivos deben seguir para comunicarse.Otros documentos definen algunos requisitos fsicos para la creacin de redes.

Historia Liderazgo para TCP / IP

Hoy en da, el mundo de las redes de computadoras utiliza un modelo de trabajo en red: TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).

IBM public sus Sistemas Arquitectura de Red (SNA) modelo de redes en 1974.

Organizacin para la Estandarizacin (ISO)

Departamento de Defensa (DoD) Contrato.

Vista general del modelo TCP / IP Networking

El modelo TCP / IP define una gran coleccin de protocolos que permiten a los ordenadores comunicarse.Para definir un protocolo TCP / IP utiliza documentos llamados Requests for Comments (RFC).

El modelo original de TCP / IP aparece en el RFC 1122, que rompe TCP / IP en cuatro capas.Las dos capas superiores se centran ms en las aplicaciones que necesitan enviar y recibir datos. Las capas inferiores se centra en cmo transmitir bits sobre cada enlace individual, con la capa de Internet centrndose en la entrega de datos a lo largo de todo el recorrido desde un equipo emisor original, a la final equipo de destino.

El modelo TCP / IP de la derecha es un mtodo comn utilizado en la actualidad. Ampliando la capa de link del modelo original en dos capas separadas: enlace de datos y fsica (Similar a las dos capas inferiores del modelo OSI).Tenga en cuenta que el modelo de la derecha se utiliza ms a menudo hoy en da.

Capa de aplicacin TCP / IP

La capa de aplicacin define los servicios que aplicaciones necesitan.Por ejemplo, HTTP protocolo de aplicacin define cmo los navegadores web pueden tirar el contenido de un servidor web desde una pgina web.En resumen, la capa de aplicacin proporciona una interfaz entre el software que se ejecuta en un ordenador y la red misma.

HTTP general

HTTP Protocolo Mecanismos

Este ejemplo muestra la aplicacin web en el navegador PC y la aplicacin servidor web utilizan un protocolo de capa de aplicacin TCP / IP. Para hacer la solicitud de una pgina Web y devolver el contenido de la pgina web, las aplicaciones utilizan el Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP).

Paso 2 enla Figura 1-6muestra la respuesta del servidor de web Larry.El mensaje comienza con un HTTP cabecera, con un cdigo de retorno (200), lo que significa "OK" devuelto en la cabecera. HTTP define tambin otros cdigos de retorno para que el servidor pueda indicar al navegador si la solicitud trabajo.(Ejemplo: Si alguna vez busc una pgina web que no se ha encontrado, y luego recibi un HTTP 404 "No encontrado" de error, recibe un cdigo de retorno HTTP de 404.) El segundo mensaje tambin incluye la primera parte del archivo solicitado.

Paso 3 enla Figura 1-6muestra otro mensaje del servidor Larry al navegador web Bob, pero sin una cabecera HTTP.HTTP transfiere los datos mediante el envo de varios mensajes, cada uno con una parte del archivo.En lugar de perder el espacio mediante el envo de cabeceras HTTP repetidas que la lista de la misma informacin, estos mensajes adicionales simplemente omiten la cabecera.

Capa de Transporte TCP / IP

Los dos protocolos de la capa de transporte ms utilizados son el Protocolo de Control de Transmisin (TCP)y elUser Datagram Protocol (UDP).

Protocolos de la capa de transporte proporcionan servicios a los protocolos de la capa de aplicaciones que residen una capa ms alta en el modelo TCP / IP., centrndose en un nico servicio proporcionado por TCP: la recuperacin de errores

Fundamentos de Recuperacin de Errores TCP

Por ejemplo, enla figura 1-5, Bob y Larry utilizan HTTP para transferir el home page del servidor Larry para el navegador web de Bob.Pero, qu hubiera pasado si la solicitud HTTP GET de Bob haba sido perdido en trnsito a travs de la red TCP / IP?O, lo que habra pasado si la respuesta de Larry, incluido el contenido de la pgina de inicio, se haba perdido?TCP / IP necesita una mecanismo garanta de entrega de datos a travs de una red, los creadores de TCP incluye una funcin de recuperacin de errores.Para recuperar errores, TCP utiliza el concepto de Acknowledgments.La Figura 1-7resume la idea bsica detrs de cmo avisos TCP perdern los datos y pide al remitente que vuelva a intentarlo.

Figura 1-7muestra el servidor web Larry enviar una pgina Web para el navegador web Bob, utilizando tres separados mensajes.Tenga en cuenta la figura muestra las mismas headers HTTP que la Figura 1-6, pero tambin muestra un TCP cabecera.La cabecera TCP muestra un nmero de secuencia (SEQ) con cada mensaje.En este ejemplo, la red tiene un problema, y la red no puede entregar el mensaje TCP (llamado segmento) consecuencia nmero 2. Cuando Bob recibe mensajes con nmeros de secuencia 1 y 3, pero no recibe un mensaje con el nmero de secuencia 2, Bob se da cuenta de que el mensaje 2 se perdi.Esa comprensin Lgica TCP de Bob causa que Bob envi un segmento TCP de nuevo a Larry, pidiendo a Larry enviar el mensaje 2de nuevo.

Same-Layer y Adyacente-Layer Interacciones

Ejemplo Figura 1-7: interaccin adyacente capas, el protocolo de capa superior (HTTP) quiere recuperacin de errores, y la capa utiliza el siguiente protocolo de capa inferior (TCP) para el servicio de recuperacin de errores;la capa inferior proporciona un servicio a la capa de encima de ella.

Ejemplo Figura 1-7:interaccin misma capa., Larry establece los nmeros de secuencia de 1, 2, y 3 de manera que Bob podra notar cuando algunas de los datos no lleg.Proceso TCP de Larry cre ese encabezado TCP con el nmero de secuencia;Bob Proceso TCP recibido y se hizo reaccionar a los segmentos TCP.

Capa de red TCP / IP

La capa de red TCP / IP incluye un pequeo nmero de protocolos, pero slo uno de los principales Protocolo: elProtocolo de Internet (IP).

IP cuenta con varias funciones, lo ms importante, direccionamiento y enrutamiento.

La capa de red del modelo de red TCP / IP, definida principalmente por elProtocolo de Internet (IP).IP define que cada equipo host debe tener una direccin IP diferente. Del mismo modo, IP define el proceso de enrutamiento para que los dispositivos routers puedan enviar paquetes de datos de manera que se entregan a los destinos correctos..

Direccionamiento Protocolo de Internet

IP define direcciones por varias razones importantes.En primer lugar, cada dispositivo que utiliza TCP / IP necesita una direccin nica para que pueda ser identificado en la red.IP tambin define direcciones de grupo juntos.

Para entender los conceptos bsicos, examinela figura 1.9, que muestra el servidor web familiarizados Larry y web Bob navegador.

La figura 1-9muestra algunas direcciones IP.Cada direccin IP tiene cuatro nmeros, separados por puntos.Este estilo de nmero se denominanotacin decimal con puntos (DDN).

Figura 1.9 muestra tres grupos de direccin.En este ejemplo, todas las direcciones IP que comience con 1,2 y 3.

Adems,la Figura 1-9tambin introduce iconos que representan routers IP.Los Routers son dispositivos de red que conectan las partes de la red TCP / IP juntos para el propsito de routing (forwarding=reenvi) paquetes IP hacia el destino correcto.Routers reciben paquetes IP en distintas interfaces fsicas, toman decisiones basndose en la direccin IP incluido en el paquete, y luego fsicamente reenvan el paquete fuera en alguna otra interfaz de red.

Enrutamiento IP Conceptos bsicos

La capa de red TCP / IP, utilizando el protocolo IP, ofrece un servicio de reenvo de paquetes IP de un dispositivo a otro.Cualquier dispositivo con una direccin IP se puede conectar a la red TCP / IP y enviar paquetes.En esta seccin se muestra un ejemplo de enrutamiento bsico de IP para la perspectiva.

Figura 1-10repite el conocido caso en el que el servidor web Larry quiere enviar parte de una pgina web para Bob. En la parte inferior izquierda, tenga en cuenta que el servidor Larry tiene data aplication, encabezado HTTP y TCP cabecera listo para enviar.Adems, el mensaje ahora tambin contiene una cabecera IP.El encabezado IP incluye una direccin IP de origen de la direccin IP de Larry (1.1.1.1) y una direccin IP de destino de la direccin IP de Bob (2.2.2.2).

Pas 1, a la izquierda dela figura 1-10, Comienza con Larry estar listo para enviar un paquete IP.Proceso IP de Larry opta por enviar el paquete a algn router cercano en la misma LAN con la expectativa de que el router sabr cmo reenviar el paquete. Larry no necesita saber nada ms acerca de la topologa o los otros routers.

En el paso 2, el router R1 recibe el paquete IP, y el proceso de IP de R1 toma una decisin.R1 examina la direccin de destino (2.2.2.2), compara esa direccin a sus rutas IP conocidas, y opta por remitir el paquete al router R2.Este proceso de enviar el paquete IP se llamaenrutamiento IP(o simplemente enrutamiento).

En el paso 3, el router R2 repite el mismo tipo de lgica utilizada por el router R1.Proceso IP de R2 comparar direccin del paquete IP de destino (2.2.2.2) para rutas IP conocidas de R2 y hacer una eleccin para reenviar el paquete a la derecha, a Bob.

TCP / IP Link Layer (Data Link plus Fsica)

El modelo original de capa enlace TCP/IP define los protocolos y hardware requeridos para entregar datos a travs de alguna red fsica.El trminoenlacese refiere a las conexiones fsicas, o enlaces, entre dos dispositivos y los protocolos que se utilizan para controlar esos enlaces.

La capa de enlace TCP / IP proporciona servicios a la capa por encima de ella en el modelo.Cuando el proceso de IP de un router o equipo se decide enviar un paquete IP a otro router o equipo, este equipo o router luego utiliza datos de capa de enlace para enviar ese paquete al siguiente host / router.

Debido a que cada capa proporciona un servicio a la capa por encima de ella, la figura 1-10En ese ejemplo, la lgica IP del host de Larry decide enviar el paquete IP a un cercano router (R1), sin mencin de la Ethernet subyacente.La red Ethernet, que implementa protocolos de capa de enlace, deben entonces ser utilizados para entregar ese paquete del host Larry hacia el router R1.Figura 1-11muestra cuatro pasos de lo que ocurre en la capa de enlace para permitir Larry para enviar el paquete IP aR1.

Figura 1-11muestra cuatro pasos.Los dos primeros se presentan en el programa Larry, y las dos ltimas se producen en el router R1, como de la siguiente manera:

Paso 1.Larry encapsula el paquete IP entre un encabezado (header) de Ethernet y el remolque (trailer) Ethernet, creando una Ethernettrama.

Paso 2.Larry transmite fsicamente los bits de esta trama de Ethernet, utilizando la electricidad que fluye sobre el Cableado Ethernet.

Paso 3.Router R1 fsicamente recibe la seal elctrica a travs de un cable, y re-crea los mismos trozos de interpretar el significado de las seales elctricas.

Paso 4.Router R1 des encapsula el paquete IP que proviene de la trama Ethernet quitando y descartando la cabecera Ethernet y el remolque.

La capa de enlace incluye un gran nmero de protocolos y normas.Por ejemplo, la capa de enlace incluye todas las variaciones de protocolos de Ethernet, la red de rea amplia (WAN) normas para diferentes medios fsicos, que difieren significativamente en comparacin con los estndares de LAN, debido a la larga distancias involucradas en la transmisin de los datos.Protocolos como Point-to-Point Protocolo (PPP) y Frame Relay.En resumen, la capa de enlace TCP / IP incluye dos funciones distintas: funciones relacionadas con la fsica la transmisin de los datos, adems de los protocolos y reglas que controlan el uso de los medios fsicos.El modelo TCP / IP de cinco capas simplemente divide la capa de enlace en dos capas (de enlace de datos y fsica)

TCP / IP Modelo y Terminologa

La comparacin de los TCP modelos originales y modernos / IP

Enla figura 1-12 se Comparan los dos modelos TCP

Datos encapsulacin Terminologa

Como se puede ver de las explicaciones de cmo HTTP, TCP, IP y Ethernet hacer su trabajo, cada capa aade su propia cabecera (y para los protocolos de enlace de datos, tambin un remolque (trailer)) a los datos suministrados por el ms alto capa.El trminoencapsulacinse refiere al proceso de poner cabeceras (y algunas veces remolques) alrededor de algunos datos.

El proceso por el cual un host TCP / IP enva datos puede ser visto como un proceso de cinco pasos:

Paso 1.Crear y encapsular los datos de la aplicacin con cualquier capa de aplicacin requerida cabeceras.Por ejemplo, el mensaje HTTP bien puede ser devuelto en un encabezado HTTP, seguidos por parte de los contenidos de una pgina web.

Paso 2.Encapsular los datos suministrados por la capa de aplicacin dentro de una cabecera de la capa de transporte. Para aplicaciones de usuario final, se suele utilizar una cabecera TCP o UDP.

Paso 3.Encapsular los datos suministrados por la capa de transporte dentro de una capa de red (IP) cabecera.IP define las direcciones IP que identifican cada ordenador.

Paso 4.Encapsular los datos suministrados por la capa de red dentro de una cabecera de la capa de enlace de datos y el remolque.Esta capa utiliza tanto una cabecera y un remolque.

Paso 5.Transmitir los bits.La capa fsica codifica una seal sobre el medio para Transmitir el frame.La figura 1-13muestra los cinco pasos. Tenga en cuenta que debido a la capa de aplicacin a menudo no es necesario agregar un encabezado, la cifra hace no mostrar una cabecera especfica capa de aplicacin.

Nombres de TCP / IP Mensajes

Recordar los trminossegmento,paquetey trama.Cada termino se refiere a las cabeceras (y posiblemente remolques) definidas por una capa determinada y los datos encapsulado a la siguiente cabecera.Cada trmino, sin embargo, se refiere a una capa diferente: segmento para la capa de transporte, de paquetes para la capa de red, y el marco para la capa de enlace.Figura 1-14muestra cada capa a lo largo con el trmino asociado.

Figura 1-14muestra tambin los datos encapsulados como simplemente "datos". Al centrarse en el trabajo realizado por la capa en particular, los datos encapsulado normalmente no es importante.Despus de cada cabecera lo dems son datos.OSI Redes Modelo

Comparando OSI y TCP / IP

Tiene (Siete) capas, y cada capa define un conjunto de funciones tpicas de redes.Al igual que con TCP / IP, el OSI cada capa cada se refiere a mltiples protocolos y normas que implementan las funciones especificadas por cada capa.

Hoy en da, el modelo OSI puede ser utilizado como un estndar de comparacin con otros modelos de redes.Figura 1-15compara el modelo OSI de siete capas con todos los modelos TCP / IP de cinco capas de cuatro capas y.

Capas OSI y sus funciones

OSI Capas Conceptos y Beneficios

La siguiente lista resume los beneficios de las especificaciones del protocolo en capas:

Menos complejo:En comparacin con no usar un modelo de capas, modelos de red se rompen los conceptos en partes ms pequeas.

Las interfaces estndar:Las definiciones de interfaz estndar entre cada capa permiten mltiples vendedores para crear productos que llenan un papel especial, con todos los beneficios de la competencia abierta.

Ms fcil de aprender:Los seres humanos pueden discutir y aprender acerca de los muchos detalles de una mayor facilidad especificacin del protocolo.

Ms fcil de desarrollar:Reduccin de la complejidad permite cambiar programas ms fciles y ms rpidos del producto desarrollo.

Interoperabilidad de mltiples proveedores:Creacin de productos para satisfacer los mismos medios de normalizacin de redes que las computadoras y los vendedores de mltiples equipos de redes pueden trabajar en la misma red.

Ingeniera modular:Un vendedor puede escribir software que implementa capas para mayores ejemplo, un navegador web y otro proveedor puede escribir software que implementa el menor capas, por ejemplo, Microsoft del software incorporado de TCP / IP en su SO.OSI encapsulacin Terminologa

Como TCP / IP, cada capa OSI pide servicios de la siguiente capa inferior.Para proporcionar los servicios, cada capa hace uso de una cabecera y, posiblemente, un trailer.La capa inferior encapsula la mayor capa detrs de una cabecera.

OSI utiliza un trmino ms genrico:unidad de datos de protocolo(PDU.

As que, en lugar de utilizar los trminossegmento,paqueteotrama, OSI se refiere simplemente a la "Capa x PDU"(LxPDU), con "x", en referencia al nmero de la capa est discutiendo.

Captulo 2.Fundamentos de LAN Ethernet

El funcionamiento de las redes de datos IP

Una visin general de las LAN

El trminoEthernetse refiere a una familia de normas de LAN que juntos definen la capa fsica y enlace de datos de la tecnologa LAN por cable ms popular del mundo.Las normas, definidas por el Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE), define el cableado, los conectores de los extremos de la cables, las reglas de protocolo, y todo lo necesarios para crear una LAN Ethernet.

Tpicos LANs SOHO

Figura 2-1muestra un dibujo de un Ethernet LAN SOHO.

Muchos SOHO LAN Ethernet hoy combinan la router y el switch en un solo dispositivo.

SOHO LAN Tambin admite conexiones LAN inalmbricas.Ethernet define LAN solo tecnologa cableada;En otras palabras, las redes LAN Ethernet utilizan cables.Sin embargo, usted puede construir una red local que utiliza tanto la tecnologa Ethernet LAN, as como la tecnologa de LAN inalmbrica, que tambin se define por la IEEE.Las LAN inalmbricas, definidas por el IEEE utilizando estndares que comienzan con 802.11, utilizan ondas de radio para enviar el nodo de bits de un nodo al siguiente.

La mayora de las redes LAN inalmbricas se basan en otro dispositivo de red: una red LAN inalmbricadel punto de acceso (AP).La AP acta un poco como un conmutador (switch) Ethernet, en que todos los nodos de red LAN inalmbrica se comunican con el switch de Ethernet enviando y recibiendo datos con el punto de acceso inalmbrico.Por supuesto, como un dispositivo inalmbrico, la AP no necesita puertos Ethernet para cables, excepto para un solo enlace Ethernet para conectar el AP a la LAN Ethernet, como se muestra enla Figura 2-2.

Sin embargo, la mayora de SOHO redes de hoy sera utilizar un solo dispositivo, a menudo etiquetado como un "router inalmbrico" que hace todas estas cosas funciones.

Empresa tpica LAN

Las redes empresariales tienen necesidades similares en comparacin con una red SOHO, pero en una escala mucho ms grande.

Figura 2-3muestra una vista conceptual de una empresa tpica de LAN en un edificio de tres pisos.

La Variedad de Ethernet Normas de la capa fsica

El trminoEthernethace referencia a toda una familia de estndares.Algunas Normas definen los detalles de cmo para enviar datos a travs de un tipo particular de cableado, y a una velocidad particular.Otras normas definenProtocolos, o normas, que los nodos Ethernet deben seguir para ser parte de una LAN Ethernet.Todos estos Estndares de Ethernet vienen de la IEEE e incluyen el nmero 802.3 como la parte inicial del nombre estndar.

Ethernet incluye muchos estndares para diferentes tipos de ptica y cobreCableado, y para velocidades desde 10 megabits por segundo (Mbps) hasta 100 gigabits por segundo (100 Gbps).Los estndares tambin difieren en cuanto a los tipos de cableado y la longitud permitida del cableado.

La opcin ms fundamental de cableado tiene que ver con los materiales utilizados en el interior del cable para la transmisin fsica de bits: o bien cables de cobre o fibras de vidrio.El uso depar trenzado sin blindaje (UTP)de cableado ahorra dinero en comparacin con las fibras pticas, con estaciones Ethernet utilizando los cables dentro del cable para enviar datos a travs de los circuitos elctricos.De fibra ptica cableado, la alternativa ms cara, permite que los nodos Ethernet para enviar la luz a travs de fibra de vidrio en el centro del cable.Aunque los cables pticos son ms caros, tpicamente permiten mayores distancias entre nodos.

La IEEE define estndares de la capa fsica de Ethernet usando un par de convenciones de nombres.El oficial nombre comienza con "802.3", seguido de algunos sufijos.El IEEE tambin utiliza ms significativo nombres cortos que identifican la velocidad, as como una pista sobre si el cableado es UTP (con un sufijo que incluye "T") o de fibra (con un sufijo que incluye "X").

La Tabla 2-2enumera unos estndares de la capa fsica de Ethernet.

Comportamiento coherente sobre todos los vnculos utilizando la capa de enlace de datos Ethernet

No importa los flujos de datos sobre un cable UTP, o cualquier tipo de cable de fibra, y no importa la velocidad, los datos cabecera de enlace y el remolque utilizan el mismo formato.

Si bien las normas de la capa fsica se centran en el envo de los bits sobre un cable, los protocolos de enlace de datos Ethernet se centran en enviar unatrama Ethernetde un origen al nodo de destino Ethernet.Los distintos nodos Ethernet simplemente enva la trama, sobre todos los enlaces necesarios, para entregar la trama al destino correcto.

Figura 2-4muestra un ejemplo del proceso.En este caso, PC1 enva una trama de Ethernet a PC3.La trama viaja por un enlace UTP del Ethernet switch SW1, despus a travs de enlaces de fibra a Ethernet switch SW2 y SW3, y finalmente sobre otro enlace UTP a la PC3.Tenga en cuenta que los bits en realidad viajan a cuatro diferentes velocidades en este ejemplo: 10 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps y 100 Mbps, respectivamente.

Una red Ethernet es una combinacin de dispositivos de usuario, switches de LAN, y diferentes tipos de cableado.Cada enlace puede usar diferentes tipos de cables, a diferentes velocidades.Sin embargo, todos trabajan juntos para entregar las tramas de Ethernet de un dispositivo en la LAN a algn otro dispositivo.

La construccin de redes Ethernet fsicas con UTP

Esta seccin se centra en los tres estndares de Ethernet ms comnmente utilizados:10BASE-T(Ethernet), 100BASE-T(FastEthernet, o FE), y 1000BASE-T (Gigabit EthernetO GE).En concreto, esta seccin examina los detalles de envo de datos en ambas direcciones a travs de un cable UTP.

Transmisin de datos de Uso de pares trenzados

Para entender mejor cmo enva Ethernet datos utilizando la electricidad dentro del cable UTP, se divide en dos partes: cmo crear un circuito elctrico y despus cmo hacer que la seal elctrica se comunican 1s y 0s.

En primer lugar, para crear un circuito elctrico, Ethernet define cmo utilizar los dos cables dentro de un nico cable de par trenzado, como se muestrala figura 2-5.La figura muestra dos hilos individuales que estn dentro del cable UTP.Un circuito elctrico requiere un bucle completo lo que permite que fluya la electricidad.

Para enviar los datos, los dos dispositivos siguen algunas reglas llamadas unesquema de codificacin. Con un esquema de codificacin, el nodo de transmisin cambia la seal elctrica con el tiempo, mientras que el otro nodo, el receptor, utilizando las mismas reglas, interpreta esos cambios, ya sea como 0s o 1s.

Tenga en cuenta que el cable utp actual, los pelos estarn cruzados juntos y no en paralelo, como se muestra en Figura 2-5.La torsin ayuda a resolver importantes problemas fsicos de transmisin.Cuando la corriente elctrica pasa a travs de cualquier alambre, este creala interferencia electromagntica (EMI)que interfiere con la seales elctricas en los cables cercanos, incluyendo los cables en el mismo cable.(EMI entre pares de hilos en el mismo cable se denominadiafona (crosstalk).) Torcer los pares de hilos juntos ayuda a cancelar la mayor parte de la EMI, enlaces fsicos as que la mayora de redes que utilizan cables de cobre utilizados pares trenzados.

Rompiendo un UTP Ethernet Enlace

El trminoenlace Ethernetse refiere a cualquier cable fsico entre dos estaciones Ethernet.La Figura 2-6: el propio cable, los conectores de los extremos del cable y los puertos correspondientes de los dispositivos en los que se insertan los conectores.

El cable tiene algunos cables de cobre, agrupados como pares trenzados. Los estndares 10BASE-T y 100BASE-T requieren dos pares de cables, mientras que el 1000BASE-Testndar requiere cuatro pares.Cada cable tiene un revestimiento de plstico con cdigo de color, con los alambres en un par que tiene una combinacin de colores (ms blanco).Muchos cables UTP Ethernet utilizan conector RJ-45conector en ambos extremos.El conector RJ-45 tiene ocho ubicaciones fsicas llamadaspin positions o simplementepins. PCs a menudo incluyen unatarjeta de interfaz de red (NIC)

Figura 2-7muestra las fotos de los cables, conectores y puertos.

Switches Cisco incluyen algunos puertos fsicos cuyo hardware del puerto se puede cambiar ms tarde.Un tipo de puerto se llama unconvertidor de interfaz Gigabit (GBIC), Ms recientemente, la mejora de tipos ms pequeos de interfaces de extrables, llamadasmall form-factor pluggales (SFP), proporcionan la misma funcin de dar a los usuarios la capacidad de intercambiar hardware y cambiar el tipo de vnculo fsico.Figura 2-8muestra una foto de un switch Cisco, con una SFP sentado un poco fuera de la ranura SFP.

Cableado UTP Patillas para 10BASE-T y 100BASE-T

Straight-Through Cable Pinout

Uso 10BASE-T y 100BASE-T dos pares de hilos de un cable UTP, uno para cada direccin, como se muestra enla Figura 2-9.La figura muestra cuatro cables, todos los cuales se asientan dentro de un nico cable UTP que conecta una PC y un switch LAN.En este ejemplo, el PC de la izquierda transmitir con el par ms alto, y el switch los transmite par ms bajo.

Para la transmisin correcta sobre el enlace, los alambres en el cable UTP deben estar conectados en las correctas posiciones en los conectores RJ-45.Por ejemplo, enla Figura 2-9, El transmisor en el PC de la izquierda debe conocer las posiciones de bandera de los dos cables se debe utilizar para transmitir.

Ethernet NIC Transmisores utilizan el par conectado a los pines 1 y 2;los receptores NIC utilizan un par de cables en el pin las posiciones 3 y 6. Los switches LAN, sabiendo sobre NIC Ethernet, hace todo lo contrario: Sus receptores utilizan el par de hilos a las patas 1 y 2, y sus transmisores utilizan el par de hilos en los pines 3 y 6.

La figura 2-11muestra una perspectiva final sobre la asignacin de pines cable de conexin directa.

Cable cruzado Pinout

Un cable de conexin directa funciona correctamente cuando los nodos utilizan pares opuestos para la transmisin de datos. Sin embargo, cuando dos mismo dispositivos se conectan a un enlace de Ethernet, ambos transmiten en el mismo pin.En este caso es necesario otro tipo de cableado pinout llamadocable cruzado.El esquema de cable cruzado cruza el par en los pines de transmisin en cada dispositivo a los pines de recepcin en el dispositivo opuesto.

La figura muestra lo que sucede en un enlace entre dos switches.Los dos switchs transmiten en el par pines 3 y 6, y ambos reciben en el par en los pines 1 y 2. Por lo tanto, el cable se usa cruzado o crossover.

Escoger el cable adecuado Patillas

Cable Crossover:Si los puntos finales transmiten en el mismo par pin

Directo a travs del cable:Si los puntos finales transmiten en diferentes pares de pines

Cableado UTP Patillas para 1000BASE-T

1000BASE-T requiere cuatro pares de hilos.En segundo lugar, utiliza una electrnica ms avanzadas que permiten ambos extremos para transmitir y recibir simultneamente en cada par de hilos.Sin embargo, el cableado pines de conexin 1000BASE-T trabajo de manera casi idntica a las normas anteriores, aadiendo detalles para los dos pares adicionales.

El cable de conexin directa conecta cada pin con el mismo pin numerado en el otro lado.

El cable cruzado cruza los mismos pares de dos hilos como el cable cruzado para los otros tipos de Ethernet (los pares de pines 1,2 y 3,6).Tambin cruza las dos nuevas parejas tambin (el par en los pines de 4,5 con el par en los pines 7,8).

Envo de datos en redes Ethernet

Ethernet Datos Protocolos Enlace

El protocolo de enlace de datos Ethernet define la trama de Ethernet.

Tabla 2-4.IEEE 802.3 Ethernet cabecera y la cola Campos

Ethernet Direccionamiento

Direcciones Ethernet, Tambin llamadas Media Access Control (MAC)direcciones, son de 6 bytes de longitud (48-de bit de largo) nmeros binarios.Para mayor comodidad, la mayora de las computadoras lista de direcciones MAC como hexadecimal de 12 dgitos nmeros.Ejem: 0000.0C12.3456.

La mayora de las direcciones MAC representan una sola NIC u otro puerto Ethernet, por lo que estas direcciones son a menudo llamadaunicastdireccin Ethernet.El trminounicastes simplemente una manera formal para referirse al hecho de que la direccin representa una interfaz a la red LAN Ethernet.(Esto contrasta con tambin los trminos de otros dos tipos de direcciones Ethernet,broadcastymulticast.

Ethernet resuelve el problema de no duplicado de direcciones MAC usando un proceso administrativo para que, en el momento de la fabricacin, todo Dispositivos Ethernet se les asigna una direccin MAC nico universal.Antes de que un fabricante pueda construir Productos Ethernet, debe pedir a la IEEE para asignar el fabricante un cdigo de 3-byte nico universal, llamado elOrganizationally Unique Identifier (OUI).El fabricante tambin asigna un valor nico para los ltimos 3 bytes, un nmero que el fabricante ha utilizado nunca con ese OUI.Como resultado, la direccin MAC de cada dispositivo en el universo es nica.

Direcciones Ethernet tienen muchos nombres: Direccin de LAN, la direccin Ethernet, la direccin de hardware, burned-in address, direccin fsica, direccin universal o direccin MAC.Por ejemplo, el trminoburned-in (BIA)se refiere a la idea de que una direccin MAC permanente se ha codificado (quemado en) la Chip ROM de la NIC.

Adems de las direcciones unicast, Ethernet tambin utiliza direcciones de grupo.Las direcciones de grupose identifican ms de una tarjeta de interfaz LAN.Una trama enviada a una direccin de grupo puede ser entregado a un pequeo conjunto de dispositivos en la LAN, o incluso a todos los dispositivos de la LAN.De hecho, el IEEE define dos general categoras de grupo de direcciones de Ethernet:

Broadcast Address:Las tramas enviadas a esta direccin deben ser entregados a todos los dispositivos de la Ethernet LAN.Tiene un valor de ffff.ffff.ffff.

Multicast Address:Las tramas enviadas a una direccin Ethernet multicast sern copiados y transmitidos a un subconjunto de los dispositivos de la LAN que los voluntarios que reciben tramas enviadas a una multidifusin especfica direccin.

Identificacin de protocolos de capa de red con el Tipo de Ethernet Campo

El campo Tipo de Ethernet, o Ether Type, se encuentra en el encabezado de la capa de enlace de datos Ethernet, pero su propsito es ayudar directamente el procesamiento de la red de routers y hosts.Bsicamente, el campo Tipo identifica el tipo de capa de red (Capa 3) paquete que se encuentra dentro de la trama Ethernet.

Los protocolos de capa de red ms comunes son tanto de TCP / IP: IP versin 4 (IPv4) e IP versin 6 (IPv6).

Por ejemplo, un host puede enviar una trama Ethernet con un paquete IPv4 y la siguiente trama Ethernet con un paquete IPv6.Cada trama tendra un valor de campo Tipo de Ethernet diferente, utilizando los valores reservado por el IEEE, como se muestra enla Figura 2-16.

Deteccin de errores con FCS

El Campo EthernetFrameCheckSequence (FCS)dentro del ethernet trailer- da al nodo receptor una forma de comparar los resultados con el remitente, para descubrir si se produjeron errores en la trama (debido a algn tipo de interferencia elctrica o una mala NIC).El remitente aplica una frmula matemtica compleja a la trama antes de enviarlo, almacenando el resultado de la frmula en el campo FCS.El receptor aplica la misma frmula matemtica para el recibido de la trama.El receptor compara entonces sus propios resultados con los resultados del emisor.Si los resultados son el mismo, el frame no cambi;de lo contrario, se produjo un error, y el receptor descarta la trama.

Tenga en cuenta quela deteccin de erroresno significar tambinla recuperacin de errores.Ethernet define que la trama con error debe ser desechada, pero Ethernet no intenta recuperar la trama perdida.Otros protocolos, en particular TCP, recuperar los datos perdidos por darse cuenta de que se ha perdido y el envo de los datos de nuevo.

El envo de tramas Ethernet con switches y hubs

El uso de switches ms modernos permite el uso de la lgica de full dplex, lo cual es mucho ms rpido y sencillo que half-duplex, que se requiere cuando se usa hubs.

El envo de modernos LAN Ethernet Usando Full-Duplex

Modernos LAN Ethernet utilizan una variedad de estndares fsicos Ethernet, pero con la trama ethernet que pueden fluir a travs de cualquiera de estos tipos de enlaces fsicos.Cada enlace individuo puede correr a una velocidad diferente, pero cada enlace permite a los nodos conectados para enviar los bits de la trama a la siguiente nodo. Ellos deben trabajar juntos para entregar los datos del nodo Ethernet al nodo de destino.

Figura 2-17muestra un ejemplo, en el que PC1 enva una trama de Ethernet a PC2.

Half-duplex:lgica en la que un puerto enva pero no puede recibir al mismo tiempo.

Full-duplex:La ausencia de la restriccin half-duplex.

El uso de Half-Duplex con LAN Hubs

Hub = half-duplex

Hubs LAN reenvan los datos utilizando los estndares de la capa fsica, y por lo tanto se consideran Capa 1.Cuando una seal elctrica viene en un puerto hub, el hub reitera la seal elctrica a todos los otros puertos (excepto el puerto de entrada).Al hacerlo, los datos llegan a todo el resto de los nodos conectados al hub, por lo que los datos llegan con suerte al destino correcto.

La desventaja de usar hubs LAN es que si dos o ms dispositivos transmiten una seal al mismo instante, la seal elctrica choca y se convierte en ilegible.

Los nodos que utilizan half/duplex lgica utilizan un algoritmo llamado CSMA / CD (Deteccin de portadora de acceso mltiple con deteccin de colisiones). CSMA / CD cubre estos casos de la siguiente manera:

Paso 1.Un dispositivo con una trama para enviar escucha hasta que el Ethernet no est ocupado.Paso 2.Cuando la Ethernet no est ocupada, el remitente comienza a enviar el frame.Paso 3El remitente escucha mientras enva para descubrir si se produce una colisin;colisiones podra ser causada por muchas razones, incluyendo un momento desafortunado.Si se produce una colisin, todos los nodos envan lo siguiente:

A.Ellos envan una seal de interferencia que le dice a todos los nodos que la colisin ocurri.B.Ellos independientemente eligen un tiempo random que esperar antes de volver a intentarlo, para evitar coincidencia temporalC.El siguiente intento vuelve a empezar desde el paso 1.

La figura 2-19muestra un ejemplo, con enlaces de full-duplex a la izquierda y un nico hub de LAN a la derecha. El hub requiere entonces la interfaz del SW2 F0 / 2 para usar la lgica half-duplex, junto con los PCs conectados a el hub.

Captulo 3.Fundamentos de redes WAN

Arrendados WAN Line

Para conectar la red LAN del nuevo edificio para el resto de la red corporativa existente, necesita algn tipo de una WAN. WANs lneas arrendadas reenvo datos entre dos routers.

Desde un punto de vista bsico, una lnea arrendada WAN funciona muy parecido a un cable cruzado de Ethernet conectar dos routers, pero con pocas limitaciones de distancia.Cada router puede enviar en cualquier momento (full-duplex) sobre la lnea arrendada, por decenas, cientos o incluso miles de kilmetros.

Posicionamiento arrendadas Lneas con redes LAN y routers

Para conectar LANs juntas se usa una WAN, la interconexin de redes utiliza un router conectado a cada LAN, con un enlace WAN entre los routers. Tenga en cuenta que la lnea torcida entre los routers es la forma comn de representar una lnea arrendada.

Detalles fsicos de lneas arrendadas

El servicio de lnea arrendada ofrece envi de bits en ambas direcciones, a una velocidad predeterminada, utilizando full-dplex como lgica. La Figura 3-2.La lnea arrendada utiliza dos pares de alambres, un par para cada direccin del envo de datos, lo que permite la operacin full-duplex.

Laempresa de telecomunicaciones(TELCO) instala una amplia red de cables y dispositivos switching especializados para crear su propia red de ordenadores.La red de telecomunicaciones crea un servicio que acta como un cable cruzado entre dos puntos, pero la realidad fsica se oculta del cliente.El trminolnea arrendada (leased line)se refiere al hecho de que la empresa que utiliza la lnea arrendada, no posee la lnea, sino que paga una cuota mensual de arrendamiento para usarlo.Sin embargo, muchas personas utilizan hoy en da el trmino genricoproveedor de serviciospara referirse a una empresa que proporciona toda forma de conectividad WAN, incluyendo los servicios de Internet.

Tabla 3-2enumera algunos nombres de lneas arrendadas. Tabla 3-2.Diferentes nombres para una lnea alquilada

Alquilada Cableado Lnea

Para crear una lnea arrendada, alguna ruta fsica debe existir entre los dos routers en los extremos del enlace. El cableado fsico debe salir de los edificios donde se sienta cada router.Sin embargo, la compaa de telecomunicaciones no basta con instalar un cable entre los dos edificios.En su lugar, utiliza lo que normalmente es una grande y compleja red que crea la apariencia de un cable entre los dos routers.

Figura 3-3da un poco de conocimiento de los cables que podran existir dentro de la empresa de telecomunicaciones de una lnea arrendada corta.Las empresas de telecomunicaciones puso sus equipos en los edificios llamados oficinas centrales (CO).La empresa de telecomunicaciones instala cables desde la CO a todos los dems edificios de la ciudad, esperando vender servicios a las personas en esos edificios un da.La empresa de telecomunicaciones entonces configura sus switches para utilizar parte de la capacidad de cada cable para enviar datos en ambas direcciones, creando el equivalente de un cable cruzado entre los dos routers.

En primer lugar, cada sitio tieneequipos en las instalaciones del cliente (customer premises equipment) (CPE), que incluye el router,Tarjeta interfaz serial, y la CSU / DSU.Cada router utiliza una tarjeta de interfaz serial que acta como una tarjeta de red Ethernet, enviar y recibir datos a travs del enlace fsico.El enlace fsico requiere una funcin llamada servicio de canal unidad de servicio / unidad de datos (CSU / DSU).La CSU / DSU puede ser integrado en el tarjeta de interfaz serial en el router o sentarse fuera del router como un dispositivo externo.Figura 3-4muestra la Dispositivos CPE, junto con el cableado.

El cableado incluye un cable corto serial (slo si se utiliza una externa CSU / DSU) ms el cable instalado por la empresa de telecomunicaciones para la propia lnea arrendada.El cable serial se conecta la interfaz serial del router a la CSU / DSU externa.El cable de cuatro hilos desde la telco se conecta a la CSU / DSU, normalmente utilizando un conector RJ-48 que tiene el mismo tamao y forma que un Conector RJ-45 (como se ve enel captulo 2Figura 2-7).

Las empresas de telecomunicaciones ofrecen una amplia variedad de velocidades de las lneas arrendadas.Sin embargo, no se puede elegir la velocidad exacta;en su lugar, usted debe escoger de una larga lista de velocidades predefinidas.Enlaces-lento velocidad funcionan a mltiplos de 64 kbps (kilobits por segundo), mientras que los enlaces ms rpidas se ejecutan en mltiplos de aproximadamente 1,5 Mbps (megabits por segundo).

La construccin de un enlace WAN en un laboratorio

En primer lugar, los cables serial utilizados entre un router y una CSU/DSU externa son llamadosdatos equipo terminal (DTE) cables.Para crear un enlace WAN fsica en un laboratorio se necesita dos cables serial: un cable serial DTE, y un cable de comunicaciones de datos equipo (DCE).El cable DCE tiene un conector hembra, mientras que el cable DTE tiene un macho, que permite que los dos cables se unan directamente.El cable DCE tambin hace lo tarea equivalente de un cable cruzado de Ethernet mediante el canje de la transmisin y recepcin pares de cables, como se muestra en laFigura 3-5.

Tenga en cuenta que el DTE cable serial acta como un cable de conexin directa, y no cambiar el par de transmisin y recepcin, mientras que el cable DCE hace intercambiar los pares.

Por ltimo, para que funcione el enlace, el router con el cable DCE instalada debe hacer una funcin llamadaclocking. En que se dice al router exactamente cundo enviar cada bit a travs de la sealizacin a travs del cable serial. El comando que se necesita para que funcione el enlace es clockrate (velocidad del reloj)

Detalles enlace de datos de las lneas arrendadas

Hoy en da, los dos protocolos de capa de enlace de datos populares utilizados para lneas arrendadas entre dos routers son de alto nivel de enlace de datos Control (HDLC) y Point-to-Point Protocol (PPP).

Fundamentos bsicos HDLC

Todos los protocolos de enlace de datos controlan la correcta entrega de datos a travs de un enlace fsico de un tipo en particular.Por ejemplo, el protocolo de enlace de datos Ethernet utiliza un campo de direccin de destino para identificar el dispositivo correcto que debe recibir los datos, y un campo FCS que permite que el receptor determinar si los datos lleg correctamente.HDLC ofrece funciones similares.

Cuando un router enva una trama HDLC, slo puede ir un solo lugar: al otro extremo del enlace.

HDLC tiene otros campos y funciones similares a Ethernet.La Tabla 3-3

Tabla 3-3.Comparando HDLC Campos de cabecera a Ethernet

HDLC existe hoy como un estndar de la Organizacin Internacional de Normalizacin (ISO), la misma organizacin que trajo el modelo OSI.Sin embargo, el estndar ISO HDLC no tiene un Tipo campo, y los routers necesitan saber el tipo de paquete dentro de la trama.As, los routers Cisco utilizan un Cisco-variacin de propiedad de HDLC que aade un campo de tipo, como se muestra enla Figura 3-6.

Cmo Routers usan una WAN de enlace de datos

En primer lugar, la capa de red TCP / IP se centra en el reenvo de paquetes IP desde el host enviando al host de destino.Las redes LAN y WAN subyacentes slo actan como una forma de mover los paquetes al siguiente router o dispositivo del usuario final.Figura 3-7muestra que la perspectiva de capa de red.

Figura 3 8muestra la misma figura 3.7, con el mismo paquete, pero con lgica de la capa de enlace de datos utilizado por los hosts y routers.

En resumen, una lnea arrendada con HDLC crea un enlace WAN entre dos routers para que puedan enviar paquetes para los dispositivos en las LAN conectadas.La misma lnea alquilada ofrece la medios fisicos para transmitir los bits, en ambas direcciones.Las tramas HDLC proporcionan los medios para encapsular el paquete de capa de red correctamente para que cruce el enlace entre los routers.

Ethernet como una tecnologa WAN

IEEE ha mejorado los estndares de Ethernet de forma que hicieron Ethernet una razonable la tecnologa WAN.Por ejemplo, el estndar 1000BASE-LX utiliza single-mode cableado de fibra, con el apoyo para una longitud de 5 km/cable;el estndar 1000BASE-ZX admite una longitud incluso ms de 70 km/cable.Como el paso del tiempo IEEE mejora distancias de cableado para redes de fibra Ethernet, Ethernet se convirti en una tecnologa WAN razonable.

Hoy muchos proveedores de servicios WAN (SP) ofrecen Servicios WAN que se aprovechan de Ethernet.SP ofrecen una amplia variedad de estos Ethernet WAN servicios, con muchos nombres diferentes.Pero todos usan un modelo similar, con Ethernet utilizando entre el sitio del cliente y la red del SP, como se muestra enla Figura 3-9.

El cliente se conecta a un Enlace Ethernet utilizando una interfaz del router.La (fibra) de enlace Ethernet abandona el edificio del cliente y se conecta a alguna ubicacin SP cercano llamado un punto de presencia (POP).El SP utiliza un switch Ethernet.Dentro de la red del SP, el SP utiliza cualquier tecnologa que se quiere crear los servicios especficos Ethernet WAN.

WAN Ethernet que crear un servicio de nivel 2

Servicios Ethernet WAN: emulacin Ethernet y Ethernet sobre MPLS (EoMPLS).Emulacin de Ethernet es un trmino general, lo que significa que el servicio funciona como un enlace Ethernet.EoMPLS se refiere a multiprotocolo Label Switching (MPLS), que es una tecnologa que se puede utilizar dentro de la nube de la SP.

El tipo de servicio EoMPLS le da al cliente un enlace Ethernet entre dos sitios.En otras palabras, el servicio ofrece EoMPLS Una conexin punto a punto entre dos dispositivos del cliente Comportamiento como si existiera una conexin de fibra Ethernet entre los dos dispositivos

La figura 3-10: dos routers, R1 y R2, se conectan con un EoMPLS servicio en lugar de un enlace serial.Los routers utilizan interfaces Ethernet, y pueden enviar datos en ambos direcciones al mismo tiempo.Fsicamente, cada router en realidad se conecta con algn POP del SP, como se muestra anteriormente enla Figura 3-9, Pero lgicamente, los dos routers pueden enviar tramas de Ethernet entre s sobre el enlace.

Cmo Routers Ruta paquetes IP Utilizando Ethernet Emulacin

El enlace EoMPLS utiliza Ethernet para ambas funciones de Capa 1 y Capa 2.Eso significa que el enlace utiliza la misma cabecera Ethernet familiar y remolque, como se ve en el medio dela Figura 3-11.

En este caso, todos los tres pasos de enrutamiento utilizan el mismo protocolo de Ethernet (802.3).Sin embargo, tenga en cuenta que cada encabezado de enlace de datos de trama y el remolque son diferentes.Cada router descarta la antigua trama/remolque enlace de datos y aade un nuevo conjunto, tal como se describe en estos pasos.Se centran principalmente en el paso 2, Los pasos 1 y 3 son sin cambios:

1. PC1 encapsula el paquete IP en una trama Ethernet que cuenta con la direccin destino MAC de R1.2. Router R1 Desencapsula (elimina) el paquete IP de la trama Ethernet y encapsula el paquete en una nueva trama Ethernet, con una nueva cabecera Ethernet y el remolque.La direccin destino MAC es R2 G0/0 y la direccin origen MAC es R1 G0/1. R1 enva esta trama sobre el servicio de EoMPLS a R2 siguiente.

3. Router R2 Desencapsula (elimina) el paquete IP de la trama HDLC, encapsula el paquete en una trama de Ethernet que tiene la direccin MAC de destino del PC2, y reenva la Trama Ethernet a PC2.

Acceso al Internet

Dos tecnologas WAN utilizados para acceder a Internet: digital subscriber line (DSL) y el cable.

El Internet como una grande WAN

Internet es simplemente una enorme red TCP / IP.De hecho, el nombre de "Internet" viene del protocolo central capa de red: Protocolo de Internet.El Internet incluye muchas redes de rea local, y porque la Internet atraviesa el globo, que, por supuesto, necesita enlaces WAN para conectar diferentes sitios.

Como una red de redes, Internet es actualmente propiedad de un sinnmero de empresas y personas.La Internet incluye la mayora en red empresa TCP/IP y un gran nmero de redes en el hogar, as como un gran nmero de mviles y otros dispositivos inalmbricos, como se muestra en Figura 3-12

El medio de la Internet, llamado Internet Core, existe como redes LAN y WAN de propiedad y operados por los proveedores de servicios de Internet (ISP).(Figura 3-12muestra el ncleo de Internet como una nube) ISP cooperan para crear una malla de vnculos entre s en el ncleo de Internet, por lo que no importa a travs del cual ISP a un particular, empresa o persona se conecta, algn camino existe para cada dispositivo.

La figura 3-13 muestra el concepto del Ncleo Internet: redes ISP que se conectan tanto a sus clientes, as como entre s, por lo que los paquetes pueden fluir desde cualquier cliente de cualquier ISP a cualquier otro cliente de cualquier otro proveedor de Internet.

Internet Access (WAN) Link

La Internet tambin pasa a utilizar un gran nmero de enlaces WAN.Estos enlaces suelen ir por el nombre deinternet access link

Las empresas tienden a utilizar un conjunto de tecnologas WAN como enlaces de acceso a Internet, mientras que los consumidores en el hogar usan otros.Las empresas a menudo utilizan lneas arrendadas, conectando un router en el negocio a un router en el ISP.La parte superior dela Figura 3-14muestra slo un ejemplo.

Los consumidores a menudo utilizan tecnologas como DSL y cable para los enlaces de acceso a Internet.Estas tecnologas usan cableado que ya est instalado en la mayora de los hogares, por lo que estos servicios son algo ms barato para los usuarios domsticos.DSL utiliza las lneas telefnicas analgicas que ya estn instalados en los hogares, mientras que Internet por cable utiliza el cable de TV por cable (CATV).

Los tres de las tecnologas de acceso a Internet enla Figura 3-14 utilizan un par de routers: uno en del lado del cliente del enlace WAN y uno en el lado del ISP. Los detalles de la capa de enlace de datos fsicos y en el enlace WAN difieren en comparacin con lneas arrendadas.Las siguientes pginas examinan tanto DSL y cable Internet para mostrar algunos de las diferencias.

Digial Subscriber Line

Digital subscriber line (DSL)crea un corto (kilmetros) alta velocidad enlace WAN entre un cliente de telecomunicaciones y un ISP.Para ello, utiliza la misma lnea telefnica de un solo par.

Cada casa tiene una lnea telefnica que funciona de un cercano telco CO a la casa.Como se muestra en el lado izquierdo dela figura 3-15, el cableado telefnico se divide y termina en varias placas de pared, a menudo con puertos RJ-11.

Luego, piensa en la lnea telefnica y el equipo en la CO. En algn momento la empresa de telecomunicaciones instala todas las lneas telefnicas de un CO local para cada barrio, apartamento, y as sucesivamente.Al CO, cada lnea se conecta a un puerto de un switch de telecomunicaciones.Este switch es compatible con la capacidad de configurar la voz llamada y transmitir la voz a travs de la red de voz en todo el mundo, llamado the public switches telephone network o PSTN.

Para agregar el servicio DSL en el hogar enla figura 3-15, Dos cambios deben hacerse.En primer lugar, es necesario agregar dispositivos DSL capaz en el hogar.En segundo lugar, la compaa de telecomunicaciones tiene que agregar equipos DSL en el CO. Juntos, el equipo DSL en cada lado de la lnea telefnica local puede enviar datos al mismo tiempo que apoyan el mismo trfico de voz.

El lado izquierdo dela Figura 3-16muestra los cambios.Un nuevomdem DSLahora se conecta a un spare phone outlet.El DSL modem sigue los estndares DSL de capa de enlace de datos y fsicos para enviar datos a / desde la compaa de telecomunicaciones.La casa ahora tiene una pequea LAN, implementado con un router que a menudo incluye un switch Ethernet y, posiblemente, un access point LAN inalmbrico

El router en el hogar tiene que ser capaz de enviar datos a / desde a Internet.Para hacer que suceda, el CO telco utiliza un producto que se llama un multiplexor de acceso DSL (DSLAM).Las divisiones DSLAM dividen los datos a travs del router que completa la conexin a la Internet.La DSLAM tambin divide las seales de voz a travs del switch de voz en la parte superior derecha.

DSLda a los telecos un servicio de Internet de alta velocidad til para ofrecer a sus clientes.DSL soporta velocidades asimtricas, lo que significa que la velocidad de transmisin de un ISP hacia la casa (downstream) es mucho ms rpido que las transmisiones hacia el ISP (upstream).

Internet por cable

Internet por cable aprovecha el cable existente de televisin (CATV) para enviar datos.Velocidades Asimtricas como DSL.

La figura 3-17 Internet por cable. La lnea telefnica se ha sustituido por un cable coaxial de la empresa CATV, y la Modem DSL ha sido reemplazada por un mdem de cable.Del otro lado, los detalles siguen el mismo plan general.

La compaa de televisin por cable tiene que dividir los datos y vdeo, como se muestra en el lado derecho de la figura.Los flujos de datos de la parte inferior derecha, a travs de un router, mientras que el vdeo viene en platos de video para su distribucin a los televisores en los hogares.

En trminos generales, Internet por cable normalmente se ejecuta a velocidades ms rpidas que DSL, con los proveedores de DSL mantener sus precios un poco ms bajos para competir.Ambos apoyan asimtrica velocidades, y ambos proporcionan un servicio "always on", en que se puede comunicar con Internet sin la necesidad de tener primero un poco de accin para iniciar la conexin a Internet.

Captulo 4.Fundamentos de direcciones IPv4 y el enrutamiento

Enrutamiento IP Tecnologas

Diferenciar los mtodos de enrutamiento y protocolos de enrutamientoEsttica vs. Dinmica

La capa de red TCP / IP (Capa 3) define cmo entregar paquetes IP a travs de todo el viaje, de un dispositivo original que crea el paquete al dispositivo que debe recibir el paquete.Ese proceso exige la cooperacin de varios puestos de trabajo y conceptos diferentes en una serie de dispositivos.

IP routing:El proceso de hosts y router reenviando paquetes IP (capa 3 PDU), apoyndose en las redes LAN y WAN subyacentes para transmitir los bits.

IP addressing:direcciones utilizadas para identificar paquetes origen y destino de host pc. Reglas de direccionamiento tambin organizan direcciones en grupos, lo que ayuda en gran medida el proceso de enrutamiento.

IP routing Protocolo:Protocolo que ayuda a los routers mediante el aprendizaje de forma dinmica sobre la direccin IP grupos para que un router sepa dnde encaminar paquetes IP para que vayan al destino correcto host.

Other Utilities:La capa de red se basa tambin en otros servicios pblicos.Para TCP / IP, estas utilidades incluir: Sistema de Nombres de Dominio (DNS), Address Resolution Protocol (ARP), y ping.

Resumen de las funciones de la capa de red

En la capa de red de TCP / IP, existen dos principales opciones: IP versin 4 (IPv4) y versin 6 de IP (IPv6).

IP se centra en el trabajo de datos de enrutamiento, en forma de lospaquetes IP, desde el origen hasta el host destino.

Capa de red de enrutamiento (Forwarding) Lgica

Los routers y equipos de usuario final (llamadashostsen una red TCP / IP) trabajan juntos para realizar el IP enrutamiento.El sistema operativo host (OS) tiene software de TCP / IP, incluyendo el software que implementala capa de red.Los hosts utilizan ese software para elegir dnde enviar los paquetes IP, a menudo a un cercano router.Estos routers toman decisiones de dnde enviar el paquete IP siguiente.Juntos, los hosts y routers entregar el paquete IP al destino correcto, como se ve en el ejemplo de laFigura 4-1.

R1 y R2 lgica: Routing Data Across the Network

Todos los routers utilizan el mismo proceso general para encaminar el paquete.Cada router mantiene unatabla de enrutamiento IP. Esta tabla muestra IP adress groupings, llamadasredes IPysubredes IP.Cuando un router recibe un paquete, compara la direccin IP de destino del paquete con las entradas en latabla de enrutamientoy hace match.Esta entrada match (coincidente) tambin lista las direcciones que indican al router dnde enviar el paquete siguiente.

Enla Figura 4-1, R1 hace match la direccin de destino (168.1.1.1) en una entrada de la tabla de enrutamiento, que le dijo a R1 enviar el paquete a R2 siguiente.Del mismo modo, R2 a R3 siguiente.

Cmo capa de red de enrutamiento utiliza las redes LAN y WAN

Mientras que la lgica de enrutamiento de capa de red ignora los detalles fsicos de transmisin, los bits todava tienen que transmitir.Para hacer ese trabajo, la lgica de la capa de red en un host o router debe entregar fuera el paquete a los protocolos de capa de enlace de datos, los cuales, a su vez, piden la capa fsica para enviar realmente los datos.La capa de enlace de datos aade la cabecera y el trailer al paquete, creando un frame, antes de ser enviado sobre cada red fsica.

Figura 4-2seala la lgica de encapsulacin en cada dispositivo, utilizando los mismos ejemplos como enla Figura 4-1.

Debido a que los routers construyen nuevas cabeceras de enlace de datos y trailers y contienen direcciones de enlace de datos, los PC y routers deben tener alguna manera de decidir qu direccin de enlace de datos usar.Un ejemplo de cmo el router determina qu direccin de enlace de datos va a utilizar es la direccin IP Resolution Protocol (ARP).ARP aprende dinmicamente la direccin de enlace de datos de un host IP conectado a una LAN.Por ejemplo, en el ltimo paso, en laFigura 4-2, router R3 usara una vez ARP para aprender la direccin MAC de la PC2 antes de enviar los paquetes a PC2.

Enrutamiento tiene dos conceptos principales:

El proceso de routing forwards layer 3 packets, tambin denominadosCapa 3 unidades de datos de protocolo (L3PDU), basado en la direccin destino de capa 3 en el paquete. El proceso de enrutamiento utiliza la capa de enlace de datos para encapsular el paquete capa 3 en la frame capa 2 para la transmisin a travs de cada enlace de datos sucesivos.

Direccionamiento IP y Como Addressing Helps IP Routing

IP define direcciones de capa de red que identifican a cualquier interfaz de host o router que se conecta a una red TCP / IP. Cualquier interfaz que espera recibir paquetes IP necesita una direccin IP.

IP llama a los grupos de direcciones IP una IP networko una IP subnet.

IP define reglas especficas sobre qu direccin IP debe estar en la misma red IP o subred IP. Numricamente, las direcciones en el mismo grupo tienen el mismo valor en la primera parte de las direcciones. Por ejemplo,las figuras 4-1y4-2podran haber utilizado las siguientes convenciones:

Hosts en la parte superior Ethernet: las direcciones comienzan con 10 Hosts de la conexin serial en R1-R2: Las direcciones comienzan con 168.10 Hosts de enlace R2-R3 EoMPLS: Direcciones comienzan con 168.11 Host para inferior Ethernet: Direcciones comienzan con 168.1

Para hacer enrutamiento ms eficiente,Un router puede enumerar una entrada de la tabla de enrutamiento para cada red IP o subred, en lugar de una entrada para cada direccin IP nica.

El proceso de enrutamiento tambin hace uso de la cabecera IPv4, como se muestra enla Figura 4-3.La cabecera de 32bits enumera una direccin IP de origen, as como una direccin IP de destino de 32 bits.El encabezado tiene otros fields. Cabecera de 20-byte.

Protocolos de enrutamiento

Para la lgica de enrutamiento, los hosts necesitan saber la direccin IP de su router por defecto para que los hosts puedan enviar paquetes a destinos remotos.Routers necesitan conocer rutas para que sepan cmo reenviar paquetes a todos y cada red IP y subred IP.

Configurar unprotocolo de enrutamientoen todos los routers para aprender rutas dinamicamente (los routers envan mensajes de protocolo de enrutamiento entre s).Como resultado, todos los routers aprendern rutas para toda la Redes y subredes IP en la red interna de TCP / IP.

Direcciones IPv4

Reglas para las direcciones IP

Si un dispositivo quiere comunicar a travs de TCP / IP, se necesita una direccin IP.Cuando el dispositivo tiene una IP direccin, software y hardware adecuado, puede enviar y recibir paquetes IP.Cualquier dispositivo que tiene al menos una interfaz con una direccin IP puede enviar y recibir paquetes IP y se llama unaIP host.

Las direcciones IP se componen de un nmero de 32 bits, por lo general escrito ennotacin decimal con puntos (DDN).La "Decimal" parte de cada byte (8 bits) de la direccin IP de 32 bits.Los 4 nmeros decimales se escriben en secuencia, con puntos decimales separando los nmeros. Por ejemplo, 168.1.1.1 es una direccin IP escrita en forma decimal con puntos;la versin binaria real es 10101000 00000001 00000001 00000001.

Cada DDN tiene cuatro octetos, separados por puntos.El trminooctetoes slo un trmino neutral de proveedores porbyte.Debido a que cada octeto representa un nmero binario de 8 bits, el rango de nmeros decimales en cada octeto es entre 0 y 255.Por ltimo, tenga en cuenta que cada interfaz de red utiliza una direccin IP nica.

Reglas para Agrupacin direcciones IP

Agrupacin de direcciones IP son llamadasIP networks.Figura 4-5muestra una interconexin simple que tiene tres IP independiente redes.

La figura enumera un identificador de red (network ID) para cada red.Por ejemplo: ID de red 8.0.0.0., interfaz serial en cada router-y utiliza una direccin IP que empieza 199.1.1

Dos hechos importantes acerca de cmo IPv4 grupos de direcciones IP:

Todas las direcciones IP en el mismo grupo no deben separarse el uno del otro por un router. Las direcciones IP separadas el uno del otro por un router deben estar en diferentes grupos.

Del mismo modo, el enrutamiento IP se basa en todas las direcciones en una red IP o subred IP en la misma ubicacin, especficamente en una sola instancia de un enlace de datos LAN o WAN.De lo contrario, los routers pueden entregar IP paquetes a los lugares equivocados.

Clase A, B y C de redes IP

El espacio de direcciones IPv4 incluye todas las posibles combinaciones de nmeros para una direccin IPv4 de 32 bits. Literalmente 2ex32 ms de 4 mil millones de nmeros diferentes. Con valores DDN, todas las combinaciones de los valores de 0 a 255 en los cuatro octetos: 0.0.0.0, 0.0.0.1, 0.0.0.2, hasta 255.255.255.255.

Normas IP subdividen todo el espacio de direcciones en clases como se muestra enla Figura 4-6.

Clases A, B y C defineIP unicast direcciones, lo que significa que la direccin identifica una nica interfaz de host.Clase D define multidifusin direcciones, utilizadas para enviar un paquete a varios hosts, mientras que la Clase E define direcciones experimentales.

Normas IPv4 tambin subdivide las clases unicast Clase A, B y C en las redes IP predefinidas. Cada red IP constituye un subconjunto de los valores DDN dentro de la clase.

La Clase Actual A, B y C de redes IP

La ID de red es slo un valor reservado DDN por red que identifica la red IP.(La red ID no puede ser usado por un host como una direccin IP.)

Subredes IP (IP subnetting)

Subnetting define mtodos de subdividir an ms el espacio de direcciones IPv4 en grupos que son ms pequeos que una nica red IP.

Figura 4-8muestra cinco Clase B redes, sin la divisin en subredes.

Las tres LANs cada utilizan una red nica Clase B, y los dos enlaces en serie cada uso una red de clase B.

Figura 4-8pierde muchas direcciones IP, ya que cada red Clase B tiene 2ex16- 2 direcciones de host, lejos ms de lo que se necesitar para cada enlace LAN y WAN. An ms desperdiciados si se produce en los enlaces serial punto a punto, que slo necesita dos direcciones IP.

Figura 4-9ilustra un diseo ms comn hoy en da, uno que utiliza subnets bsicas. La figura utiliza cinco subredes desde Clase B 150.9.0.0 red.

Figura 4-9muestra una de las formas ms simples de subredes.En este caso, cada subred incluye las direcciones que comienzan con el mismo valor en los tres primeros octetos, como sigue:

Un grupo de las 254 direcciones que comienzan con 150.9.1 Un grupo de las 254 direcciones que comienzan con 150.9.2 Un grupo de las 254 direcciones que comienzan con 150.9.3 Un grupo de las 254 direcciones que comienzan con 150.9.4 Un grupo de las 254 direcciones que comienzan con 150.9.5

IPv4 Enrutamiento

IPv4 enrutamiento de host

Si el diseo utiliza subredes, la lgica de enrutamiento donde enviar el paquete se separa en dos etapas:

Paso 1.Si la direccin IP de destino est en la misma subred IP que yo, enviar el paquete directamente al host destino.

Paso 2.De lo contrario, envar el paquete a midefault gateway, tambin conocido como undefault router.(Este router tiene una interfaz en la misma subred que el host.)

Decisiones de envo del router y la tabla de enrutamiento IP

Un resumen de Router Forwarding Lgica

Cuando llega un frame el router utiliza la siguiente lgica de la frame de enlace de datos:

Paso 1.Utilice el campo de la trama, Check Sequence (FCS) para asegurar que el frame no tenga errores;si se han producido errores, deseche el frame.

Paso 2.Asumiendo que el frame no se descart en el Paso 1, deseche la antigua cabecera de enlace de datos y remolque, dejando el paquete IP.

Paso 3.Compare la direccin IP de destino del paquete IP en la tabla de enrutamiento, y encontrar la ruta que mejor se adapte a la direccin de destino.Esta ruta identifica la interfaz de salida del router, y, posiblemente, la direccin IP del router del siguiente salto.

Paso 4.Encapsular el paquete IP dentro de una nueva cabecera de enlace de datos y el remolque, apropiado para la Interfaz de salida, y envar la trama.

El paquete tiene una direccin IP de destino en la cabecera, mientras que la tabla de enrutamiento enumera tpicamente una lista de redes y subredes.Para hacer coincidir una entrada de la tabla de enrutamiento, el router piensa como esto:Los nmeros de red y nmeros de subred representan un grupo de direcciones que comienzan con el mismo prefijo.Piense en esos nmeros como grupos de direcciones.

Un Ejemplo de enrutamiento detallada

La figura 4-11, todos los routers pasan a utilizar el Open Shortest Path First (OSPF) protocolo de enrutamiento, y todos los routers conocen rutas para todas las subredes. PC2 se encuentra en la subred 150.150.4.0. En el ejemplo, PC1 enva un paquete IP a 150.150.4.10, la direccin IP PC2.

La siguiente lista explica la lgica de reenvo en cada paso en la figura:

Paso A.PC1 enva el paquete a su router por defecto.PC1 construye primero el paquete IP, con una direccin de destino de la direccin IP del PC2 (150.150.4.10).PC1 tiene que enviar el paquete a R1 (Router por defecto de PC1), porque la direccin de destino est en una subred diferente. PC1inserta el paquete IP en una trama Ethernet, con una direccin de destino Ethernet de R1.PC1 enva la trama a la Ethernet.(Tenga en cuenta que la cifra omite el enlace de datos remolques.)

Paso B.R1 procesa la trama entrante y reenva el paquete a R2.Debido a que la trama Ethernet entrante tiene un destino MAC de R1, R1 copia la frame fuera de Ethernet para su procesamiento.R1 comprueba FCS de la trama, y busca que no hay errores (Paso 1).R1 luego descarta el encabezado Ethernet y el remolque (paso 2).A continuacin, R1compara la direccin de destino del paquete (150.150.4.10) a la tabla de enrutamiento y encuentra la entrada para la subred 150.150.4.0, que incluye direcciones de 150.150.4.0 a travs 150.150.4.255 (Paso 3).Debido a que la direccin de destino es en este grupo, R1 reenva el paquete a la interfaz Serial0 al router del siguiente salto R2 (150.150.2.7) despus de que encapsula el paquete en un frame de alto nivel Data Link Control (HDLC) (paso 4).

Paso C.R2 procesa la trama entrante y reenva el paquete a R3.R2 repite el mismo proceso general como R1 R2 cuando recibe la trama HDLC.R2 comprueba el campo FCS y encuentra que no se han producido errores (Paso 1).R2 luego descarta el encabezado HDLC y el remolque (Paso2).A continuacin, R2 encuentra su ruta para la subred 150.150.4.0, que incluye el rango de direcciones150.150.4.0-150.150.4.255 y se da cuenta de que la direccin de destino del paquete150.150.4.10 coincide con esa ruta (Paso 3).Por ltimo, R2 enva el paquete a cabo interfaz FastEthernet 0/0 de siguiente salto del router 150.150.3.1 (R3) despus de que encapsula el paquete en una Cabecera Ethernet (paso 4).

Paso D.R3 procesa la trama entrante y reenva el paquete a PC2.Al igual que R1 y R2, R3 comprueba las FCS, descarta la antigua cabecera de enlace de datos y el remolque, y coincide con su propia ruta para 150.150.4.0 subred.Entrada de la tabla de enrutamiento de R3 para 150.150.4.0 muestra que el saliente interfaz es la interfaz Ethernet de R3, pero no hay un router del siguiente salto, porque R3 est conectado directamente a la subred 150.150.4.0.Todo R3 tiene que hacer es encapsular el paquete dentro de un nuevo Cabecera Ethernet y el remolque, con una direccin de destino Ethernet de la direccin MAC de la PC2, y enva la trama.

Protocolos de enrutamiento IPv4

El proceso de enrutamiento (reenvo) depende en gran medida de tener un panorama preciso y actualizado de enrutamiento IP tabla en cada router.

En primer lugar, tenga en cuenta los objetivos de un protocolo de enrutamiento:

Aprender de forma dinmica y llenar la tabla de enrutamiento con una ruta para cada subred en la internetwork

Si hay ms de una ruta disponible a una subred, colocar la mejor ruta en la tabla de enrutamiento.

Notificar cuando las rutas de la tabla ya no son vlidas, y eliminarlas de la tabla de enrutamiento

Si una ruta se elimina de la tabla de enrutamiento y otra ruta a travs de otro router vecino est disponible, agregar la ruta a la tabla de enrutamiento.

Para trabajar con rapidez al agregar nuevas rutas o sustitucin de rutas perdidas.(El tiempo entre la prdida de la ruta y la bsqueda de una ruta de sustitucin de trabajo se llamaconvergenciatiempo).

Para evitar bucles de enrutamiento.

Muchos protocolos de enrutamiento utilizan los mismos pasos generales para rutas de aprendizaje:

Paso 1.Cada router, independiente del protocolo de enrutamiento, aade una ruta a su tabla de enrutamiento por cada subred conectada directamente al router.

Paso 2.Cada protocolo de enrutamiento dice a sus vecinos acerca de las rutas en la tabla de enrutamiento, incluyendo las rutas conectadas directamente, y las rutas aprendidas de otros routers.

Paso 3.Despus de conocer una nueva ruta de un vecino, el protocolo de enrutamiento del router agrega una ruta a su Tabla de enrutamiento IP, con el router del siguiente salto de esa ruta.

Por ejemplo,la Figura 4-12muestra en cmo los tres routers aprendieron sobre 150.150.4.0 subred.

Seguir items A - F que se muestran en la figura para ver cmo cada router aprende la ruta a 150.150.4.0.

Paso A.existe subred 150.150.4.0 como una subred conectado al router R3.

Paso B.R3 agrega una ruta conectada para 150.150.4.0 en su tabla de enrutamiento IP (Paso 1);esto sucede sin ayuda de un protocolo de enrutamiento.

Paso C.R3 enva un mensaje de protocolo de enrutamiento, llamadorouting update, A R2, causando a R2 para aprender sobre 150.150.4.0 subred (paso 2).

Paso D.R2 agrega una ruta para subred 150.150.4.0 a su tabla de enrutamiento (Paso 3).

Paso E.R2 enva una actualizacin de enrutamiento similar a R1, causando R1 aprender sobre 150.150.4.0 subred (Paso 2).

Paso F.R1 aade una ruta para 150.150.4.0 subred a su tabla de enrutamiento (Paso 3).La lista de rutas R1propia Serial0 como interfaz de salida y R2 como la direccin IP del router del siguiente salto 150.150.2.7

Otra Caractersticas capa de RED

Sistema de nombres de dominio (DNS) Protocolo de resolucin de direcciones (ARP) Ping

Using Names and the Domanin Name System

TCP / IP define una manera de utilizarhost namespara identificar otros ordenadores.El usuario nunca piensa en el otro ordenador o se refiere al otro equipo por su nombre.Entonces, protocolos descubren dinmicamente toda la informacin necesaria para permitir comunicaciones basadas en ese nombre.

Por ejemplo, al abrir un navegador web y escribir el host name www.google.com, Su ordenador no enva un paquete IP con la direccin IP de destinowww.google.com;enva un IP paquete a una direccin IP que utiliza el servidor web de Google.TCP / IP necesita una manera de dejar una computadora para encontrar la direccin IP que utiliza el nombre de host en la lista, y el mtodo que utiliza esSistema de Nombres de Dominio(DNS).

Las empresas utilizan el proceso de DNS para resolver nombres en la direccin IP correspondiente, como se muestra en el ejemplo, enla figura 4-13.En este caso, PC11 necesita conectarse a un servidor llamado servidor 1.En algn momento, el usuario tipea el nombre servidor1 o alguna aplicacin de PC11 se refiere al nombre del servidor1. Paso 1, PC11 enva un mensaje DNS DNS consulta - al servidor DNS.En el Paso2, el servidor DNS devuelve una respuesta DNS que enumera la direccin IP del servidor1.En el paso 3, PC11 puede ahora enviar un paquete IP a direccin de destino 10.1.2.3, la direccin utilizada por el servidor 1.

LaFigura 4-13muestra una nube red TCP/IP, porque los detalles de la red, incluyen routers. Routers tratan el DNS mensajes como cualquier otro paquete IP, enrutamiento basado en la direccin IP de destino.Por ejemplo, en el paso 1 en la figura, la consulta DNS, aparecer una lista de direcciones IP del servidor DNS como destino, que cualquier routers utilizarn para enviar el paquete.

DNS define protocolos, as como normas para los nombres de texto utilizados en todo el mundo, y un conjunto mundial de servidores distribuidos DNS.

El Protocolo de resolucin de direcciones (ARP)

Lgica de enrutamiento IP requiere que los hosts y routers encapsular los paquetes IP dentro de tramas de capa de enlace de datos.De hecho,la Figura 4-11muestra cmo cada router desencapsula cada paquete IP y encapsula la IP paquete dentro de una nueva trama de enlace de datos.

En las redes LAN Ethernet, cada vez que un host o router necesita para encapsular un paquete IP en un nuevo Ethernet frame, el host o router conoce todos los hechos importantes para construir esa cabecera, excepto por el destino Direccin MAC.El host conoce la direccin IP del siguiente dispositivo.Un router conoce la ruta IP utilizada para reenviar el paquete IP (next router).Sin embargo, los hosts y routers no saben sus Direcciones MAC de los dispositivos vecinos. TCP / IP define Address Resolution Protocol (ARP)como el mtodo por el cual cualquier host o router en una LAN puede aprender dinmicamente la direccin MAC de otro host IP o router en la misma LAN.ARP define un protocolo que incluyeARP request, Que es un mensaje que pide una simple peticin "si esta es su direccin IP, por favor, responda con su direccin MAC. "ARP tambin define el mensaje ARP reply, que lista tanto la direccin IP original y la direccin MAC matching.

La figura 4-14muestra un ejemplo que utiliza el mismo router y host.La figura muestra ARP Request a la izquierda como un broadcast LAN, por lo que todos los hosts reciben la trama.A la derecha, en el paso 2, PC2 host enva un ARP Reply, identificando MAC de la PC2.El texto junto a cada mensaje muestra el contenido en el interior del mensaje ARP en s, que le permite PC2 aprender la direccin IP de R3 y coincida con la direccin MAC, y R3 aprender la direccin IP del PC2 y la Direccin MAC.

Los hosts recuerdan los resultados ARP, manteniendo la informacin en sucach ARPotabla ARP.Un host o router slo tiene que utilizar ARP de vez en cuando, para construir el cach ARP por primera vez.Siempre un host o router tiene que enviar un paquete encapsulado en una trama Ethernet, primero se comprueba en ARP cach para la direccin IP correcta y coincida con la direccin MAC.

ICMP Echo y el comando ping

Despus de haber implementado una interconexin TCP / IP, necesita una forma de probar la conectividad IP bsica sin depender de ninguna aplicacin que est funcionando.La herramienta principal para probar la red bsica De conectividad es el comandode ping.

Ping (Packet Internet Groper) utiliza elProtocolo de mensajes de control de Internet (ICMP), enviando un mensaje llamado ICMP echo request a otra direccin IP.El equipo con la direccin IP debe responder con unICMP echo reply.Si eso funciona con xito ha puesto a prueba la red IP.Es decir, usted sabe que la red puede entregar un paquete desde un host a otro y viceversa. ICMP no se basa en cualquier aplicacin, por lo que en realidad slo pone a prueba de conectividad IP-Capas bsicas 1, 2 y 3 del modelo OSI.Figura 4-15describe el proceso bsico.

ICMP define muchos mensajes que los dispositivos se pueden utilizar para ayudar a manejar y controlar la red IP.

Captulo 5.Fundamentos de TCP / IP Transport y Aplicaciones

El funcionamiento de las redes de datos IP

TCP / IP de capa 4 Protocolos: TCP y UDP

La capa de transporte OSI (Capa 4) define varias funciones, la ms importante sonerror recoveryyflow control.Asimismo, los protocolos de capa de transporte TCP / IP tambin implementan estosmismos tipos de caractersticas.

La diferencia clave entre TCP y UDP es que TCP ofrece una amplia variedad de servicios para aplicaciones, mientras que UDP no lo hace.Por ejemplo, routers descartar los paquetes por muchas razones, incluyendo los errores de bits, congestin, y casos en los que no se conocen las rutas correctas.La mayora de los protocolos de enlace de datos notifica errores (un proceso llamadoerror detection), pero luego descarta las frames que tienen errores.TCP proporciona retransmisin (error recovery) y ayuda a evitar congestin (flow control), mientras que UDP no lo hace.

Proporcionando menos servicios, UDP necesita menos bytes en su cabecera en comparacin con TCP, lo que resulta en menos bytes de sobrecarga en la red.Software UDP no ralentiza la transferencia de datos en los casos enTCP puede deliberadamente ser ms lento.Adems, algunas aplicaciones, en particular hoy Voz sobre IP (VoIP) Y vdeo sobre IP, no es necesaria la recuperacin de errores, as que utilizan UDP.

Tabla 5-2enumera las principales caractersticas soportadas por TCP y / o UDP. Slo el primer item en la tabla est apoyado por UDP, mientras que todos los elementos de la tabla son apoyados por TCP

Tabla 5-2 TCP/IP Transport Layer Features

Transmission Control Protocol

Cada aplicacin TCP / IP normalmente opta por usar TCP o UDP basado en los requisitos de la aplicacin.Por ejemplo, TCP ofrece la recuperacin de errores, pero para hacerlo, consume ms ancho de banda y utiliza ms ciclos de procesamiento.UDP no tiene error recovery, pero se requiere menos ancho de banda y utiliza menos ciclos de procesamiento.

Figura 5-1muestra los campos de la cabecera TCP.

El mensaje creado por TCP que comienza con la cabecera TCP, seguido de los datos de la aplicacin, se llama segmento TCP

Multiplexacin Cmo usar los nmeros de puerto TCP

TCP y UDP ambos utilizan un concepto llamadomultiplexacin.

Multiplexacin por TCP y UDP implica el proceso de cmo un equipo piensa cuando se reciben datos. El equipo puede estr ejecutando muchas aplicaciones, como un navegador web, correo electrnico, o Aplicacin VoIP de Internet (por ejemplo, Skype).TCP y UDP multiplexacin cuenta la recepcin computadora a la que la aplicacin para dar los datos recibidos.

La red ejemplo se compone de dos PCs, Hannah y Jessie.Hannah usa 3 aplicaciones: datos, cable de transferencia (wire application), para enviar Jessie algo de dinero y un navegador web para acceder al servidor Web que se ejecuta en el PC de Jessie.

Figura 5-2muestra la red de ejemplo, con Jessie ejecutar tres aplicaciones: Una aplicacin ad basado en UDP Una aplicacin de wire-transferencia basada en TCP Una aplicacin de servidor web TCP

Jessie necesita saber qu aplicacin para dar los datos, perolos tres paquetes son de la mismaEthernet y la direccin IP.Se podra pensar que Jessie poda mirar si el paquete contiene unaUDP o TCP cabecera, pero como se ve en la figura, dos aplicaciones (transferencia bancaria y web) estn utilizandoTCP.

TCP y UDP resuelven este problema utilizando un field de nmero de puerto en el encabezado TCP o UDP, respectivamente.Cada segmento TCP y UDP de Hannahutiliza un diferentenmero de puerto de destinode modo que Jessie sabe qu aplicacin para dar los datos.La figura 5-3muestra un ejemplo.Multiplexing se basa en un concepto llamado socket.Un socket se compone de tres cosas: Una direccin IP Un protocolo de transporte Un nmero de puerto

As, para una aplicacin de servidor web en Jessie, el socket sera (10.1.1.2, TCP: puerto 80), porque, los servidores web utilizan el conocido puerto 80. Cuando el navegador web de Hannah se conecta al web servidor, Hannah utiliza un socket posiblemente uno como: (10.1.1.1, TCP: 1030). Hannah slo necesita un nmero de puerto que es nico en Hannah, por lo que Hannah ve que el puerto 1030 es disponible y la usa.Los hosts suelen asignarnmeros de puerto dinmicosa partir de 1024 porque los puertos por debajo de 1024 estn reservados para aplicaciones conocidas.

Enla Figura 5-3, Hannah y Jessie utilizan tres aplicaciones al mismo tiempo, por lo tanto, tres socket de conexiones estn abiertas.Un socket en un solo PC debe ser nico. Esta singularidad significa que puede utilizar varias aplicaciones al mismo tiempo, hablando con aplicaciones que se ejecutan en el mismo o equipos diferentes.Multiplexing, basado en sockets, asegura que los datos se entregan a las correctas aplicaciones.Figura 5-4muestra las tres conexiones de socket entre Hannah y Jessie.

Portnmber son una parte vital del concepto de socket. Las aplicaciones que proporcionan un servicio, como FTP, Telnet y servidores web, abre un socket utilizando un puerto conocido. Otros nmeros de puertos son utilizados por los clientes

En las mquinas clientes, donde las solicitudes se originan, cualquier nmero de puerto no utilizado puede asignarse. El resultado es que cada cliente en el mismo host utiliza un nmero de puerto diferente, pero un servidor utiliza el mismo nmero de puerto para todas las conexiones.Por ejemplo, 100 navegadores web podra conectarse a un servidor web, pero el servidor web tendra slo un socket de corriente y un solo puerto (puerto 80, en este caso).

TCP / IP Aplicaciones populares

Existe la aplicacin World Wide Web (WWW) a travs de los navegadores web accediendo al contenido disponible en los servidores web.Se puede utilizar WWW para gestionar un router o switch. El sistema de nombres de dominio (DNS) permite a los usuarios utilizar nombres para referirse a las computadoras, con DNS utiliza para determinar las direcciones IP correspondientes.El cliente simplemente pregunta al servidor DNS para suministrar la direccin IP que corresponde a un nombre propio.

Simple Network Management Protocol (SNMP) es un protocolo de capa de aplicacin utilizado especficamente para gestin de dispositivos de red.Por ejemplo, Cisco suministra una gran variedad de red productos (familia de software de Cisco Prime).Pueden ser usados para consultar, recopilar, almacenar y mostrar informacin sobre el funcionamiento de una red. Tradicionalmente, para mover archivos desde un router o switch, Cisco usa el Trivial File Transfer Protocol (TFTP).TFTP define un protocolo para la transferencia de archivos bsico.Alternativamente, router y switch pueden utilizar el protocolo de transferencia de archivos (FTP), para transferir archivos.Ambos funcionan bien para mover archivos hacia y desde dispositivos de Cisco.FTP permite muchas ms funciones. Cliente y servidor TFTP son muy simples.

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) y la Post Office Protocol (POP3), ambos utilizados para la transferencia de correo, requieren entrega garantizada, as que utilizan TCP.Independientemente de la capa de transporte del protocolo que se utilice, aplicaciones utilizan un nmero de puerto bien conocido para que los clientes sepan qu puerto para intentar conectarse. Tabla 5-3enumera varias aplicaciones populares y sus nmeros de puerto conocidos.

Establecimiento de conexin y terminacin

TCPconnection establishment ocurre antes de que cualquiera de las otras caractersticas de TCP pueda comenzar su trabajo. Establecimiento de la conexin se refiere al proceso de inicializacin de procesos de secuencia y de acuse de recibo y el acuerdo sobre los nmeros de puerto utilizados.Figura 5-5muestra un ejemplo de establecimiento de la conexin fluir.

Este flujo de establecimiento de conexin de tres vas (tambin llamado three-way handshake) debe completarse antes de la transferencia de datos comienze. De las tres partes de un socket, las direcciones IP estn basadas en las direcciones IP de origen y destino en la cabecera IP.Las nicas partes del socket que deben ser codificados en la cabecera TCP son los nmeros de puerto.

Establecimiento de Seales de conexin TCP por medio de 2 bits dentro de los campos de la bandera de la cabecera TCP.Llamados Flag SYN y ACK. SYN significa "sincronizar la nmeros de secuencia", que es un componente necesario en la inicializacin de TCP.

Figura 5-6muestra la finalizacin de la conexin TCP.Esta secuencia de terminacin de cuatro vas es sencilla y utiliza una bandera adicional, llamada elbit FIN. Uno nota interesante: Antes de que el dispositivo a la derecha enva el tercer segmento TCP en la secuencia, se lo notifica la aplicacin que la conexin se viene abajo (terminando).Se espera entonces en el reconocimiento de la aplicacin antes de enviar el tercer segmento en la figura.Slo en caso de la aplicacin lleva algn tiempo para responder, el PC a la derecha enva el segundo flujo en la figura, reconociendo que la otra PC quiere acabar con la conexin.De lo contrario, el PC de la izquierda podra volver a enviar el primer segmento repetidamente.

TCP establece y finaliza las conexiones entre los puntos finales, mientras que UDP no lo hace.Muchos protocolos operan bajo estos mismos conceptos, por lo que los trminosorientados a conexinysin conexin se utilizan para referirse a la idea general de cada uno.

orientado a la conexin de protocolo:Protocolo que requiere un intercambio de mensajes antes de los datos transfiera comienza, o que tiene una correlacin preestablecida requerida entre dos puntos finales.

Protocolo sin conexin:Un protocolo que no requiere un intercambio de mensajes y que no requiere una correlacin preestablecida entre dos puntos finales.

User Datagram Protocol

UDP proporciona un servicio para las aplicaciones para intercambiar mensajes.A diferencia de TCP, UDP es sin conexin y no proporciona ninguna fiabilidad, sin ventanas (windowing), sin reordenamiento de los datos recibidos, y no segmentacin de grandes bloques de datos en el tamao adecuado para la transmisin.Sin embargo, UDP ofrece algunas funciones deTCP, como la transferencia de datos y el multiplexado utilizando nmeros de puerto, y lo hace con menos bytes de sobrecarga de procesamiento y menos necesario que el TCP.

Las aplicaciones que utilizan UDP son tolerantes de los datos perdidos, o tienen algn mecanismo en aplicacin de recuperar los datos perdidos.Por ejemplo, VoIP utiliza UDP porque si se pierde un paquete de voz, al ser retransmitido el paquete toma mucha demora, y la voz sera ininteligible.Adems, las solicitudes DNS utilizan UDP porque el usuario volver a intentar una operacin si la resolucin de DNS falla.Como otro ejemplo, el Sistema de archivos de red (NFS), una aplicacin de sistema de archivos remoto, realiza la recuperacin con el cdigo de capa de aplicacin, por lo que las caractersticas UDP son aceptables para NFS.

Figura 5-7muestra el formato de la cabecera UDP. La cabecera incluye campos de puerto de origen y destino, con el mismo propsito como TCP.Sin embargo, la UDP slo tiene 8 bytes, en comparacin con la cabecera TCP 20 bytes se muestra en laFigura 5-1.

Aplicaciones TCP / IP

Necesidades QoS y el Impacto de TCP / IP Aplicaciones

Las aplicaciones necesitan enviar datos a travs de una interconexin de redes TCP / IP.Sin embargo, necesitan ms que la capacidad mover la aplicacin de unos datos en un dispositivo a otra aplicacin en otro dispositivo.Esta comunicacin tiene diferentes caractersticas o cualidades, y el mundo de las redes se refiere a estas cualidades como la calidad de servicio (QoS).

QoS en general define la calidad de la transferencia de datos entre dos aplicaciones y en la red como un todo.QoS a menudo rompe estas cualidades en cuatro caractersticas de la competencia:

Bandwidth (Ancho de banda):El volumen de bits por segundo necesarias para la aplicacin trabaje bien;puede ser sesgado con ms volumen en una direccin, o equilibrada.

Delay (Retardo):La cantidad de tiempo que tarda un paquete IP fluya desde quien enva hasta el receptor.

Jitter:La variacin en delay.

Loss (Prdida):El porcentaje de paquetes descartados por la red antes de llegar al destino, que cuando s