Introducción y encabezado del datagrama IPv4 – Part 1

La capa de red es la tercera capa (desde abajo) en el Modelo OSI. La capa de red se ocupa de la entrega de un paquete a través de múltiples redes. La capa de red se considera la columna vertebral del modelo OSI. Selecciona y gestiona la mejor ruta lógica para la transferencia de datos entre Nodes. Esta capa contiene dispositivos de hardware como enrutadores, puentes, cortafuegos y conmutadores, pero en realidad crea una imagen lógica de la ruta de comunicación más eficiente y la implementa con un medio físico. Los protocolos de capa de red existen en cada host o enrutador. El enrutador examina los campos de encabezado de todos los paquetes IP que lo atraviesan. El Protocolo de Internet y Netware IPX/SPX son los protocolos más comunes asociados con la capa de red.
En el modelo OSI, la capa de red responde a las requests de la capa superior (capa de transporte) y envía requests a la capa inferior (capa de enlace de datos).

Responsabilidades de la capa de red:

Reenvío de paquetes/Enrutamiento de paquetes: Retransmisión de paquetes de datos de un segmento de red a otro por Nodes en una red informática

Comunicación sin conexión (IP): un método de transmisión de datos utilizado en redes de conmutación de paquetes en el que cada unidad de datos se direcciona y enruta por separado en función de la información que transporta.

Fragmentación de paquetes de datos: División de paquetes de datos que son demasiado grandes para ser transmitidos en la red

Hay dos tipos de técnicas de transmisión de red, red de conmutación de circuitos y red de conmutación de paquetes.
Conmutación de circuitos frente a conmutación de paquetes
En una red de conmutación de circuitos, se designa una ruta única para la transmisión de todos los paquetes de datos. Mientras que en el caso de una red de conmutación de paquetes, cada paquete puede enviarse a través de una ruta diferente para llegar al destino.

En una red de conmutación de circuitos, los paquetes de datos se reciben en orden, mientras que en una red de conmutación de paquetes, los paquetes de datos pueden recibirse desordenados.

La conmutación de paquetes se subdivide en circuitos virtuales y datagramas.

IPv4:
IPv4 es un protocolo sin conexión utilizado para redes de conmutación de paquetes. Opera en un modelo de entrega de mejor esfuerzo, en el que no se garantiza la entrega, ni se asegura la secuencia adecuada o la prevención de la entrega duplicada. El Protocolo de Internet Versión 4 (IPv4) es la cuarta revisión del Protocolo de Internet y un protocolo ampliamente utilizado en la comunicación de datos a través de diferentes tipos de redes. IPv4 es un protocolo sin conexión utilizado en redes de capa de conmutación de paquetes, como Ethernet. Proporciona una conexión lógica entre dispositivos de red proporcionando identificación para cada dispositivo. Hay muchas formas de configurar IPv4 con todo tipo de dispositivos, incluidas configuraciones manuales y automáticas, según el tipo de red.

IPv4 se define y especifica en la publicación RFC 791 de IETF
. IPv4 utiliza direcciones de 32 bits para la comunicación Ethernet en cinco clases: A, B, C, D y E. Las clases A, B y C tienen una longitud de bits diferente para dirigirse al host de la red. . Las direcciones de clase D están reservadas para fines militares, mientras que las direcciones de clase E están reservadas para uso futuro.

IPv4 usa direccionamiento de 32 bits (4 bytes), lo que da 2 ³² direcciones. Las direcciones IPv4 se escriben en notación decimal de puntos, que consta de cuatro octetos de la dirección expresados ​​individualmente en decimal y separados por puntos, por ejemplo, 192.168.1.5.

Encabezado de datagrama IPv4
El tamaño del encabezado es de 20 a 60 bytes.

VERSION: Versión del protocolo IP (4 bits), que es 4 para IPv4

HLEN: longitud del encabezado IP (4 bits), que es el número de palabras de 32 bits en el encabezado. El valor mínimo para este campo es 5 y el máximo es 15.

Tipo de servicio: bajo retraso, alto rendimiento, confiabilidad (8 bits)

Longitud Total: Longitud de cabecera + Datos (16 bits), que tiene un valor mínimo de 20 bytes y el máximo de 65.535 bytes.

Identificación: ID de paquete único para identificar el grupo de fragmentos de un solo datagrama IP (16 bits)

Indicadores: 3 indicadores de 1 bit cada uno: bit reservado (debe ser cero), indicador de no fragmentar, indicador de más fragmentos (mismo orden)

Desplazamiento de fragmento: representa el número de bytes de datos por delante del fragmento en particular en el datagrama en particular. Especificado en términos de número de 8 bytes, que tiene el valor máximo de 65.528 bytes.

Tiempo de vida: la vida útil del datagrama (8 bits). Evita que el datagrama circule a través de la red al restringir la cantidad de saltos que toma un paquete antes de entregarlo al destino.

Protocolo: Nombre del protocolo al que se van a pasar los datos (8 bits)

Suma de verificación de encabezado: suma de verificación de encabezado de 16 bits para verificar errores en el encabezado del datagrama

Dirección IP de origen: dirección IP de 32 bits del remitente

Dirección IP de destino: dirección IP de 32 bits del receptor

Opción: Información opcional como ruta de origen, ruta de registro. Utilizado por el administrador de red para comprobar si una ruta funciona o no.

Debido a la presencia de opciones, el tamaño del encabezado del datagrama puede ser de longitud variable (20 bytes a 60 bytes).

Las siguientes preguntas se han hecho en el examen GATE anterior sobre los temas anteriores.
PUERTA | PUERTA CS 2006 | Pregunta 5
PUERTA | PUERTA-CS-2010 | Pregunta 15
PUERTA | GATE-CS-2014 Serie 3 | Pregunta 35
PUERTA | PUERTA CS 2015 Set 1| Pregunta 65

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