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Capítulo 4 Capa de red
La capa de red es una capa clave en la arquitectura de la red informática, ubicada por encima de la capa de transporte y por debajo de la capa de enlace de datos. Es responsable de dividir los datos provistos por la capa de transporte en paquetes de datos de tamaño apropiado, y enrutar y reenviar entre diferentes redes para lograr una transmisión de datos confiable y una comunicación entre redes.
Las funciones principales de la capa de red incluyen:
Fragmentación y reensamblaje de paquetes: La capa de red divide los datos recibidos de la capa de transporte en tamaños apropiados para la transmisión en la red. Al mismo tiempo, los paquetes de datos recibidos de la red también deben volver a ensamblarse y volver a ensamblarse en datos completos.
enrutamiento: La capa de red selecciona la ruta adecuada y el nodo del siguiente salto de acuerdo con la dirección de destino y la información de topología de la red, para garantizar que el paquete de datos pueda llegar al host de destino de acuerdo con la mejor ruta.
reenvío de ruta: El proceso de reenvío de paquetes de una interfaz de red a otra. El enrutador es el dispositivo principal en la capa de red, responsable de realizar funciones de enrutamiento y reenvío.
Protocolo de comunicación entre enrutadores: La capa de red define un protocolo de comunicación entre enrutadores, como el Protocolo de Internet (IP) comúnmente utilizado en Internet, que se utiliza para la transmisión de datos y la selección de enrutamiento entre diferentes redes.
asignación de direcciones lógicas: La capa de red es responsable de asignar direcciones lógicas a los hosts para identificar y ubicar de manera única diferentes hosts en la red.
Administración y configuración de enrutadores: La capa de red también implica la gestión y configuración de los enrutadores, incluido el mantenimiento de la tabla de enrutamiento, el descubrimiento de la topología de la red, el aprendizaje y la actualización de los protocolos de enrutamiento, etc.
La capa de red puede tener diferentes métodos y protocolos de implementación en diferentes arquitecturas de red.Por ejemplo, en Internet, la capa de red utiliza el protocolo IP para completar las funciones anteriores. Diferentes protocolos de capa de red pueden proporcionar diferentes servicios y características de rendimiento para satisfacer diversas necesidades de comunicación de red.
4.1 Descripción general de la capa de red
El trabajo principal de la capa de red es realizar la interconexión de la red y luego realizar la transmisión de paquetes de datos entre varias redes. entonces, necesita resolver los siguientes tres problemas:
- Qué tipo de servicio proporciona la capa de red a la capa de transporte (transmisión confiable o transmisión no confiable)
- Problemas de direccionamiento de la capa de red
- problema de enrutamiento
Internet es actualmente la Internet con el mayor número de usuarios en el mundo y utiliza la pila de protocolos TCP/IP.
Dado que la capa de red de la pila de protocolos TCP/IP utiliza el IP del protocolo de Internet, que es el protocolo central de toda la pila de protocolos, la capa de red de la pila de protocolos TCP/IP suele denominarse capa de Internet.
En resumen: no aprendí los conocimientos teóricos y las técnicas prácticas de la capa de red a través de la capa de Internet de la pila de protocolos TCP/IP.
4.2 Dos servicios proporcionados por la capa de red
- Servicio de circuito virtual orientado a conexión
- servicio de datagramas sin conexión
4.2.1 Resumen
La capa de red es la tercera capa del modelo OSI, que es la principal responsable de la interconexión y transmisión de datos entre diferentes redes. En la capa de red, se proporcionan principalmente los siguientes dos servicios:
Servicio sin conexión: un servicio sin conexión significa que no es necesario establecer una conexión preconfigurada a largo plazo entre el remitente y el receptor antes de que se transmitan los datos. Cada paquete de datos (unidad de datos) se procesa de forma independiente y se enruta de acuerdo con la dirección de destino. Los protocolos IPv4 e IPv6 son protocolos comunes que brindan servicios sin conexión, como el protocolo IP utilizado por Internet.
Servicio de enlace (servicio orientado a la conexión): el servicio de enlace se refiere a la necesidad de establecer y mantener una conexión confiable entre el remitente y el receptor antes de transmitir datos. Esta conexión generalmente incluye procesos como el establecimiento de la conexión, la transmisión de datos y la liberación de la conexión. Los servicios de enlace garantizan la confiabilidad de los datos al proporcionar funciones como la detección de errores, la retransmisión de paquetes de datos perdidos y la transmisión ordenada. Por ejemplo, el Protocolo de control de transmisión (TCP) es un protocolo que proporciona servicios de enlace y se usa ampliamente en Internet.
Estos dos servicios se pueden seleccionar según los requisitos de la red y los escenarios de aplicación. Los servicios sin conexión generalmente se utilizan para aplicaciones con requisitos de alta latencia y requisitos de baja confiabilidad, como la transmisión de audio y video en tiempo real. El servicio de enlace es adecuado para aplicaciones que requieren una alta confiabilidad y orden de los datos, como la transferencia de archivos y la navegación web.
La capa de red no solo proporciona servicios, sino que también implementa funciones como el enrutamiento y el reenvío de paquetes de datos para garantizar la correcta transmisión de datos entre diferentes redes. Los diferentes protocolos de la capa de red brindan diferentes servicios y funciones para cumplir con los diversos requisitos de la red.
