1.7. Introducción a la Capa de Red y al protocolo IPv4
Introducción a la capa de red y al protocolo IPv4
Cuando abrimos una página web alojada en un servidor en otro continente, los datos que pedimos y los que recibimos atraviesan decenas de dispositivos intermedios antes de llegar a nuestra pantalla. Detrás de ese viaje hay una capa del modelo de red que se encarga de que cada paquete sepa hacia dónde ir, sin importar cuántas redes o dispositivos tenga que atravesar en el camino. Esa es la capa de Red con el protocolo IPv4.
¿Qué lograrás con esta clase?
- Comprender el rol de la capa de Red en el modelo TCP/IP y cómo se apoya en las capas adyacentes.
- Identificar las funciones que la capa de Red ejecuta para que los datos lleguen a destino.
- Interpretar la estructura del header IPv4 campo por campo.
- Reconocer conceptos como MTU, fragmentación, Time To Live y número de protocolo dentro del header.
- Analizar tráfico IPv4 real sobre Wireshark aplicando filtros para aislar la comunicación entre dos dispositivos.
- Diferenciar las características de IPv4 que definen su comportamiento: connectionless, best-effort y medio-independiente.
Las funciones de la capa de red
La capa de Red tiene una misión clara: llevar los datos desde un dispositivo de origen hasta su destino final, sin importar cuántos routers y dispositivos intermedios existan en el trayecto. Para lograrlo se apoya en varias funciones que trabajan en conjunto, y en la clase desarrollaremos cada una con ejemplos concretos para que entiendan por qué se necesitan todas y qué pasaría si alguna fallara.
Entre esas funciones aparecen la encapsulación y desencapsulación, que enlazan la capa de Red con sus capas vecinas, el direccionamiento lógico, que permite identificar de forma única a cada host de la red, y el enrutamiento, que actúa como mapa de navegación para los paquetes. Cómo opera cada una sobre dispositivos reales y cómo se relacionan entre sí es algo que abordaremos durante la clase.
El protocolo IPv4 y su header
Estudiaremos el protocolo IPv4 a partir de su header, analizando su tamaño mínimo y máximo y revisando qué función cumple cada uno de sus campos. Veremos conceptos como el MTU y el tamaño del paquete, los mecanismos de fragmentación, el Time To Live que evita los bucles infinitos en la red, y los números de protocolo que indican qué tipo de tráfico transporta cada paquete.
Pero la teoría sola no alcanza para fijar los conceptos. Por eso utilizaremos Wireshark para capturar tráfico real (Tráfico de Spotify) y aplicaremos filtros que nos permitan aislar la conversación entre dos dispositivos específicos, observando el header IPv4 campo por campo en una comunicación real. Verán cómo se traduce cada concepto teórico en bits concretos viajando por la red en ese mismo momento.
Las tres características que definen a IPv4
Para cerrar la clase analizaremos tres características que explican por qué IPv4 se diseñó como se diseñó y por qué sigue siendo el protocolo más utilizado en Internet. Estas características tienen consecuencias directas en cómo se comporta el tráfico que viaja por la red y en qué tareas quedan delegadas a otras capas o a otros protocolos.
Hablamos del comportamiento connectionless, del paradigma best-effort y de la independencia respecto al medio físico. Cada una de estas características tiene una razón de diseño que vale la pena entender, sobre todo porque marca diferencias claves con otros protocolos que analizaremos como IPv6.
Si quieres entender de raíz cómo los datos viajan de un punto a otro en una red de computadoras, accede a la clase de Introducción a la capa de Red y al protocolo IPv4 donde combinamos la teoría del header IPv4 con captura real de tráfico en Wireshark para que veas el protocolo en acción. ¿Qué esperas? ¡Suscríbete!
❓ Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la función principal de la capa de Red?
La capa de Red se encarga de que los datos lleguen desde su origen hasta su destino atravesando todos los dispositivos intermedios necesarios. Para lograrlo combina varias funciones como el direccionamiento lógico y el enrutamiento. Cómo trabajan estas funciones en conjunto y qué rol cumple cada una lo desarrollamos a detalle durante la lección.
¿Qué información transporta el header IPv4?
El header IPv4 transporta toda la información que los routers necesitan para tomar decisiones sobre cada paquete: direcciones de origen y destino, control de fragmentación, Time To Live, número de protocolo, entre otros. Qué representa cada campo y cómo se ve sobre tráfico real en Wireshark es lo que analizamos paso a paso en la clase.
¿Qué significa que IPv4 sea un protocolo connectionless y best-effort?
Significa que IPv4 no establece una conexión previa entre los dispositivos antes de enviar datos, y que tampoco garantiza que esos datos lleguen a destino: hace el mejor intento posible pero no se compromete con la entrega. Por qué se diseñó así y qué consecuencias tiene esta decisión sobre el resto de la pila TCP/IP lo discutimos durante la sesión.
📚 Recursos relacionados
🎓 Lecciones anteriores
📖 Lecciones siguientes
🔗 Documentación oficial
PREGUNTAS
Las preguntas que encontraras en esta sección, son similares a las que te encontraras en el examen de certificación.¡PARTICIPEMOS!
Si te quedaron dudas de la lección, escríbela a continuación y así todos podemos participar y ayudarte.- Este debate tiene 31 respuestas, 14 mensajes y ha sido actualizado por última vez el hace 2 años, 10 meses por
.
-
Hola.
Me surgen dos dudas al respecto:
1. Si la capa IP no fragmenta los paquetes ya que comentas que es «muy raro» que en la vida real nos encontremos con paquetes mayores a 1500 y que en tal caso estos se deberian fragmentar (cosa que no es recomendable)
¿Quien es el encargado entonces de no generar paquetes (headers+datos) mayores de 1500? ¿la aplicación?2.Referente a la imagen de wireshark que has mostrado con el ejemplo de la canción, en la columna ‘length’ aparece el valor 1514. ¿Que es este valor?
Ademas, queria aprovechar este mensaje para felicitarte Alvaro por el gran trabajo realizado, ya que, tu forma de explicar es excelente.
Muchas gracias.Hola José y bienvenido al foro!
En realidad TCP es el que va armando los segmentos de red con la cantidad de datos necesaria para no sobrepasar el MTU de la interface a través de la cual tienen que atravesar los datos; cuando se trabaja con TCP, existe un buffer donde la aplicación va introduciendo los datos, TCP se va a ese buffer y de ahí obtiene la cantidad necesaria para la construcción de 1 segmento.
El MTU lo conforman los datos de aplicación, el header de la capa transporte y el header de la capa de red. Más adelante aprendes un poco más sobre el MTU, la cuestión es que todas las interfaces de red tienen un límite (MTU) sobre la cantidad máxima de datos que pueden ser enviados en las tramas, esto se calcula en base a la mejor eficiencia de transmisión… en Ethernet este límite es de 1500 bytes, entonces las aplicaciones van colocando sus datos a un buffer, TCP se va ese buffer y va crear un segmento que tenga un tamaño no mayor al MSS (Tamaño máximo del segmento), cuando se utiliza Ethernet, este MSS es igual a 1460 bytes, el tamaño de 1460 bytes garantiza que no se sobrepase el valor del MTU de 1500 bytes…esto debido a que 1460 bytes más 20 bytes del header TCP, más 20 bytes del header IP dan como resultado los 1500 bytes de MTU.
Respecto a tu segunda consulta, el valor de 1514 bytes hace referencia al tamaño de la trama Ethernet, 1500 bytes de MTU +14 bytes del header Ethernet, esos 14 bytes consisten en 6 bytes de dirección MAC de origen, 6 bytes de dirección MAC de destino, y 2 bytes del campo «type», recuerda que en el MTU no se toma en cuenta esos bytes extras del header de la trama Ethernet, por lo tanto no se está incumpliendo ninguna regla. En el módulo 2 aprendes sobre la estructura de la trama Ethernet.
Te dejo un enlace del blog donde hablamos un poco más de la fragmentación y el MSS: https://netwgeeks.com/fragmentacion-ipv4/ y https://netwgeeks.com/opciones-tcp-tamano-maximo-del-segmento-mss/
Espero que queden claras tus consultas.
Estoy atento a cualquier otro comentario, y muchas gracias por tu felicitación! =D
Saludos cordiales!
Hola Richchri!
En el video se menciona que el tamaño de ese campo es de 16 bits, 16 bits te proporcionan 65536 VALORES diferentes, no te indica que el tamaño sea de 65536. Los 65536 valores van desde el valor binario 00000000 00000000 hasta el valor binario 11111111 11111111 que es equivalente al decimal 65535. Por lo tanto los VALORES decimales que encuentras en ese campo van desde 0 al 65535 (dando un total de 65536 valores diferentes).
Respecto a tu segunda consulta. El header IPv4 NO es de 32 bits, tal vez podrías indicarme a qué parte del video te refieres para poder aclararlo?… el header IPv4 tiene un tamaño mínimo de 20 BYTES.
Respecto a tu última consulta, sí, necesitas conocer las funciones de los diferentes campos del header IPv4 por lo menos de manera básica. En el examen podrían preguntarte por ejemplo cual es la función del campo Time To Live del header IPv4.
Atento a tus comentarios.
Saludos! =)
- Debes estar registrado para responder a este debate.