La capa de red es la tercera capa en el modelo OSI de redes informáticas. Su función principal es transferir paquetes de red desde el origen hasta el destino. Está involucrado tanto en el host de origen como en el host de destino. En la fuente, acepta un paquete de la capa de transporte, lo encapsula en un datagrama y luego entrega el paquete a la capa de enlace de datos para que luego pueda enviarse al receptor. En el destino, el datagrama se desencapsula, el paquete se extrae y se entrega a la capa de transporte correspondiente.
Características :
- La responsabilidad principal de la capa de red es transportar los paquetes de datos desde el origen hasta el destino sin cambiarlos ni usarlos.
- Si los paquetes son demasiado grandes para la entrega, se fragmentan, es decir, se dividen en paquetes más pequeños.
- Decide la ruta que tomarán los paquetes para viajar desde el origen hasta el destino entre las múltiples rutas disponibles en una red (también llamado enrutamiento).
- Las direcciones de origen y destino se agregan a los paquetes de datos dentro de la capa de red.
Los servicios que ofrece el protocolo de capa de red son los siguientes:
- Empaquetado :
el proceso de encapsular los datos recibidos de las capas superiores de la red (también denominado carga útil) en un paquete de la capa de red en el origen y desencapsular la carga útil del paquete de la capa de red en el destino se conoce como empaquetado.El host de origen agrega un encabezado que contiene la dirección de origen y destino y alguna otra información relevante requerida por el protocolo de la capa de red a la carga útil recibida del protocolo de la capa superior y entrega el paquete a la capa de enlace de datos.
El host de destino recibe el paquete de capa de red desde su capa de enlace de datos, lo desencapsula y entrega la carga útil al protocolo de capa superior correspondiente. Los enrutadores en la ruta no pueden cambiar ni la dirección de origen ni la de destino. Los enrutadores en la ruta no pueden desencapsular los paquetes que reciben a menos que necesiten fragmentarse.
- Enrutamiento y reenvío:
estos son otros dos servicios que ofrece la capa de red. En una red, hay una serie de rutas disponibles desde el origen hasta el destino. La capa de red especifica que tiene algunas estrategias que encuentran la mejor ruta posible. Este proceso se conoce como enrutamiento. Hay una serie de protocolos de enrutamiento que se utilizan en este proceso y deben ejecutarse para ayudar a los enrutadores a coordinarse entre sí y ayudar a establecer la comunicación en toda la red.El reenvío se define simplemente como la acción que aplica cada enrutador cuando llega un paquete a una de sus interfaces. Cuando un enrutador recibe un paquete de una de sus redes adjuntas, necesita reenviar el paquete a otra red adjunta ( enrutamiento de unidifusión ) o a algunas redes adjuntas (en caso de enrutamiento de multidifusión).
Algunos de los otros servicios que se esperan de la capa de red son:
- Control de errores :
aunque se puede implementar en la capa de red, generalmente no se prefiere porque el paquete de datos en una capa de red puede fragmentarse en cada enrutador, lo que hace que la verificación de errores sea ineficiente en la capa de red.
- Control de flujo :
regula la cantidad de datos que una fuente puede enviar sin sobrecargar el receptor. Si la fuente produce datos a una velocidad muy superior a la que el receptor puede consumir, el receptor se sobrecargará de datos. Para controlar el flujo de datos, el receptor debe enviar una respuesta al remitente para informarle que está sobrecargado de datos.Hay una falta de control de flujo en el diseño de la capa de red. No proporciona directamente ningún control de flujo. Los datagramas son enviados por el remitente cuando están listos, sin prestar atención a la preparación del receptor.
- Control de congestión :
la congestión ocurre cuando la cantidad de datagramas enviados por la fuente supera la capacidad de la red o los enrutadores. Este es otro problema en el protocolo de capa de red. Si la congestión continúa, a veces puede llegar una situación en la que el sistema colapsa y no se entregan datagramas. Aunque el control de congestión se implementa indirectamente en la capa de red, todavía falta control de congestión en la capa de red.
Ventajas de los servicios de capa de red:
- El servicio de paquetización en la capa de red facilita el transporte de los paquetes de datos.
- La paquetización también elimina los puntos únicos de falla en los sistemas de comunicación de datos.
- Los enrutadores presentes en la capa de red reducen el tráfico de red al crear dominios de colisión y difusión.
- Con la ayuda de Forwarding, los paquetes de datos se transfieren de un lugar a otro en la red.
Desventajas de los servicios de capa de red:
- Hay una falta de control de flujo en el diseño de la capa de red.
- La congestión ocurre a veces debido a la presencia de demasiados datagramas en una red que están más allá de la capacidad de la red o de los enrutadores. Debido a esto, algunos enrutadores pueden perder algunos de los datagramas y se puede perder alguna información importante.
- Aunque indirectamente el control de errores está presente en la capa de red, hay una falta de mecanismos adecuados de control de errores debido a la presencia de paquetes de datos fragmentados, el control de errores se vuelve difícil de implementar.