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En general, los protocolos de red y el tipo de tráfico de datos que soportan pueden ser caracterizados como siendo orientados a conexión o sin conexión. Orientado a conexión implica el uso de un camino específico que se establezca durante una conexión. El manejo de datos orientados a conexión implica el pasar datos a través de una conexión permanentemente establecida.
El servicio orientado a conexión implica tres fases: establecimiento de la conexión, transferencia de datos, y fin de la conexión.
Durante la fase del establecimiento
de la conexión, se determina un solo camino entre el origen y los sistemas
destinatarios. Los recursos de la red generalmente
son reservados en ese momento para asegurar una calidad
constante del servicio, por ejemplo el
flujo constante de datos.
En los la fase de transferencia de datos, datos se transmiten secuencialmente sobre el camino que se ha establecido. Los datos llegan siempre el sistema destinatario en el orden en el cual fue enviado.
Durante la fase de fin de la conexión, una conexión establecida que no se necesita más se termina. La comunicación adicional entre el origen y los sistemas destinatarios requiere sea establecida que una nueva conexión.
El servicio de red orientados a conexión conlleva dos desventajas significativas sobre el sin conexión, la reservación estática del camino y la reservación estática de los recursos de la red. la selección estática del camino puede crear dificultad porque todo el tráfico debe viajar a lo largo del mismo camino estático. Un incidente dondequiera a lo largo de ese camino causa la falla de la conexión. La reservación estática de de los recursos de red causa dificultad porque requiere un índice garantizado del rendimiento de procesamiento y, así, de una consolidación de los recursos que otros usuarios de la red no pueden compartir. A menos que la conexión utilice completo el rendimiento de procesamiento, ininterrumpidamente, el ancho de banda no se utiliza eficientemente.
Los servicios orientados a conexión, sin embargo, son útiles para transmitir datos de las aplicaciones que no toleran los retardos y el resecuenciamiento de paquetes. Las aplicaciones de la voz y del vídeo se basan típicamente en servicios orientados a conexión.
En los servicios sin conexión, no se predetermina el camino a seguir por los paquetes y no se garantiza el secuenciamiento de paquetes, la tasa de transferencia de datos ni los recursos de red. Cada paquete es transmitido independientemente por el sistema de origen y manejado independientemente por los dispositivos intermedios de la red.
El servicio sin conexión, sin embargo, ofrece dos ventajas importantes concluído servicio orientado a conexión: -selección dinámico de camino y asignación dinámica del ancho de banda. La selección dinámica del camino permite al tráfico ser encaminado evitando fallas de la red porque los caminos se seleccionan paquete-por-paquete. Con la asignación dinámica del ancho de banda, se utiliza más eficientemente porque no se afecta a los recursos de red que no se utilicen.
Los servicios sin conexión son útiles para transmitir datos de las aplicaciones que pueden tolerar un cierto retardo y resecuenciamiento. las aplicaciones basadas en datos usan típicamente servicio sin conexión.
Los direccionamientos de la red interna identifican los dispositivos por separado o como miembros de un grupo. Los esquemas de dirección varían dependiendo de la familia del protocolo y de la capa OSI. Se utilizan comúnmente tres tipos de direccionamientos de red interna: direccionamientos de la capa de enlace de datos (DLL), direccionamientos del Media Access Control (MAC), y direcciones de la capa de red.
El direccionamiento de la capa de enlace de datos identifica únicamente cada conexión de red física de un dispositivo de la red. Este direccionamiento se refiere a veces como direcciones físicas o de hardware. Las direcciones de la capa de enlace de datos generalmente se encuentran en un espacio plano y estan relacionadas estáticamente con un dispositivo.
Los sistemas finales generalmente tienen solamente una conexión de red física, o sea que tienen una sola dirección físisca. Los routers y otros dispositivos de la interred tienen típicamente conexiones de red físicas múltiples y por lo tanto también tienen múltiples direcciones de red físicas. El cuadro 1-13 ilustra cómo cada interfaz en un dispositivo es identificado únicamente por direcciones de la capa de enlace de datos.
Direcciones Mac
Las direcciones del Media Access Control (MAC) consisten en un subconjunto de las direcciones de la capa de enlace de datos. Las direcciones MAC identifican entidades de la red en LANs que implementen las direcciones MAC de la capa de enlace de datos de IEEE. Como con la mayoría de las direcciones de la capa de enlace de datos, las direcciones MAC son únicos para cada interfaz de la LAN. El cuadro 1-14 ilustra el lazo entre direcciones MAC, las direcciones de enlace de datos, y las subcapas de IEEE de la capa de enlace de datos.
Cuadro 1-14: Los direccionamientos del MAC, los direccionamientos de la dato-conexión, y las subcapas de la capa de la dato-conexión todas de IEEE se relacionan.
Las direcciones MAC son de 48 bytes de longitud y se expresan como 12 dígitos hexadecimales. Los primeros 6 dígitos hexadecimales, que son administrados por el IEEE, identifican al fabricante o al vendedor y abarcan así el identificador único de organización (OUI). Los 6 dígitos hexadecimales últimos abarcan el número de serie del interfaz, u otro valor administrado por el vendedor específico. Las direcciones MAC se queman en la memoria inalterable (ROM) y se copian en la memoria de acceso aleatorio (RAM) cuando la tarjeta de interfaz se inicializa. El cuadro 1-15 ilustra el formato del MAC ADDRESS.
Cuadro 1-15: El MAC ADDRESS contiene un formato único de
dígitos hexadecimales.
diferentes conjuntos de protocolos utilizan diversos métodos para determinar el MAC ADDRESS de un dispositivo. Los siguientes tres métodos son los más comunes: El Address Resolution Protocol (ARP) asocia direcciones de red a direcciones MAC. El protocolo HELLO permite a los dispositivos de la red aprender las direcciones MAC de otros dispositivos de la red. Las direcciones MAC se encuentran incluídas en las direcciones de la capa de red o son generados por un algoritmo.
La resolución de direcciones es el proceso de asociar direcciones de red a las direcciones Media Access Control (MAC). Este proceso es logrado usando el Address Resolution Protocol (ARP), que es implementado por muchas conjuntos de protocolos. Cuando una dirección de red se asocia con éxito a una dirección MAC, el dispositivo de la red salva la información en la memoria inmediata del ARP. La memoria inmediata del ARP permite a los dispositivos enviar tráfico a un destino sin crear tráfico ARP porque la dirección MAC del destino ya se sabe.
El proceso del resolución de direcciones difiere levemente, dependiendo del ambiente de la red. La resolución de direcciones en una sola LAN comienza cuando el sistema final A difunde una petición ARP sobre la LAN en una tentativa de aprender las direcciones MAC de difusión del sistema final B. El mensaje difundido es recibido y es procesado por todos los dispositivos en la LAN, aunque las respuestas del sistema final B contestan a la petición del ARP enviando un ARP conteniendo su MAC ADDRESS al sistema final A. A recibe la contestación y salva el MAC ADDRESS del sistema final B en su memoria inmediata ARP. (la memoria inmediata ARP es donde las direcciones de red se asocian a las direcciones MAC del sistema final.) Siempre que A debe comunicarse con el sistema B, controla la memoria inmediata del ARP, encuentra la dirección MAC del sistema B, y envía el frame directamente sin primero tener que utilizar una petición del ARP.
La resolución de direcciones trabaja en forma diferente, sin embargo, cuando el origen y el destino se encuentran en diferentes LANs unidas por un router. El sistema final Y difunde una petición ARP sobre la LAN en una tentativa de obtener la MAC ADDRESS del sistema final Z. El mensaje difundido es recibido y procesado por todos los dispositivos en la LAN, incluyendo el router X, que actúa como proxy para el sistema final Z verificando su tabla de enrutamiento para determinar si el sistema final Z está situado en una LAN diferente. El router X entonces contesta a la petición ARP del sistema final Y, enviando una respuesta ARP que contiene su propia MAC ADDRESS como si perteneciera al sistema final Z. Y recibe la respuesta ARP y guarda la MAC ADDRESS del router X en su memoria cache ARP en la entrada para el sistema final Z. Cuando Y debe comunicarse con el sistema final Z, verifica la memoria cache ARP, encuentra la MAC ADDRESS del router X, y envía el frame directamente sin usar peticiones ARP. El router X recibe el tráfico del sistema final Y y la transmite al sistema final Z en la otra LAN.
El protocolo HELLO es un protocolo de la capa de red que permite a los dispositivos de la red identificar uno u otro e indicar que siguen funcionando. Cuando un nuevo sistema final se enciende, por ejemplo, difunde en la red mensajes HELLO. Los dispositivos en la red devuelven respuestas HELLO y también se envían mensajes HELLO cada intervalos específicos para indicar que siguen funcionando. Los dispositivos de la red pueden obtener las direcciones MAC de otros dispositivos examinando los paquetes del protocolo HELLO.
Tres protocolos usan direcciones MAC predecibles. En estos conjuntos de protocolos, las direcciones MAC son predecible porque la capa de red encapsula la MAC ADDRESS en la dirección de la capa de red o usa un algoritmo de determinar la MAC ADDRESS. Los tres protocolos son los sistemas de la red de Xerox (XNS), el intercambio del paquete de la red interna de Novell (IPX), y la fase IV del DECnet.
Una dirección de la capa de red identifica una entidad en la capa de red de las capas OSI. Las direcciones de red existen generalmente dentro de un espacio de direccionamiento jerárquico y a veces se los llaman direccionamientos virtuales o lógicos.
La relación entre una dirección de red y un dispositivo es lógico y no es fijo; se basa típicamente en características físicas de la red (el dispositivo está en un segmento determinado de la red) o en las agrupaciones que no tienen ninguna base física (el dispositivo es parte de una zona AppleTalk). Los sistemas finales requieren una dirección de capa de red para cada protocolo de capa de red que utilicen. (esto asume que el dispositivo tiene solamente una conexión de red física.) los routers y otros dispositivos de la intranet requieren una dirección de red por cada conexión física de red para cada protocolo de capa de red utilizado. Un router, por ejemplo, con tres interfaces cada una ejecutando AppleTalk, TCP/ip, y OSI debe tener tres direcciones de capa de red para cada interfaz. El router por lo tanto tiene nueve direcciones de capa de red. El cuadro 1-16 ilustra cómo cada interfaz de red se debe asignar una dirección de red para cada protocolo utilizado.
El espacio de direccionamiento de la red interna toma típicamente una de dos formas: espacio de direccionamiento jerárquico o espacio de direccionamiento plano. Un espacio de direccionamiento jerárquico se organiza en numerosos subgrupos, cada uno sucesivamente angostando una dirección hasta que aputa a un solo dispositivo (de una manera similar a los direccionamientos de la calle). Un espacio de direccionamiento plano se ordena en un solo grupo (de una manera similar a los números de la Seguridad Social de los EEUU.).
La dirección jerárquica ofrece ciertas ventajas sobre esquemas de direcciónes planas. la clasificación y memorización se simplifica con el uso de las operaciones de la comparación. Irlanda, por ejemplo, en una dirección de calle elimina cualquier otro país como localización posible. El cuadro 1-17 ilustra la diferencia entre espacios jerárquicoa y planoa.
Las direcciones se asignan a los dispositivos como uno de tres tipos: direcciones estáticas ,dinámicas, o del servidor. Las direcciones estáticas son asignados por un administrador de la red según un plan de direccionamiento preconcebido. Un direccionamiento estático no cambia hasta que el administrador de la red lo cambia manualmente. Los direccionamientos dinámicos son obtenidos por los dispositivos cuando conectan a una red, por medio de un cierto proceso específico del protocolo. Un dispositivo que usa un direccionamiento dinámico tiene a menudo diferentes direcciones cada vez que conecta con la red. Las direcciones asignadas por un servidor se dan a los dispositivos mientras que conectan con la red. Las direcciones asignadas por el servidor se reciclan para la reutilización cuando se produce la desconexión de los dispositivos. Un dispositivo es por lo tanto probablemente tenga diferentesdirecciones cada vez que conecta con la red.
Los dispositivos de la red interna tienen generalmente un nombre y una dirección asociados a ellos. Los nombres de la red interna son independientes de la ubicación y generalmente siguen estando asociados con un dispositivo dondequiera que el dispositivo se mueva (por ejemplo, de un edificio a otro). Las direcciones de la red interna son dependientes de la ubicación y generalmente cambian cuando se mueve un dispositivo (aunque las direcciones MAC son una excepción a esta regla). Los nombres y direcciones representan un identificador lógico, que puede ser administrador de sistema local o una organización, tal como el Internet Assigned Numbers Authority (IANA).