Capa de xarxa: tipus i problemes de disseny

En l 'abast de tota la informàtica, l' enfocament de Xarxa Layer ajuda a conèixer les interaccions de xarxa complicades. Arriba l'exposició de moltes capes de xarxa, però l'únic model conegut és l'enfocament OSI amb 7 capes. El model OSI (Open System Interconnection) descriu la imatge clara de la transmissió de dades mitjançant protocols estàndard. Però, què fan exactament aquestes set capes? En aquest marc de xarxa, les capes inferiors (1-4) funcionen principalment en la transmissió de dades i les capes superiors (5-7) s’adrecen a les dades de nivell d’aplicació. Cada capa es consigna amb les tasques corresponents i després transmet la informació a la següent capa. En aquest article, anirem amb el concepte de capa de xarxa, funcionalitats, problemes, protocols , i serveis.

Què és la capa de xarxa?

La capa de xarxa té la responsabilitat de gestionar subxarxa rendiment. Aquesta capa està més enfocada a controlar les operacions de transmissió de dades, tecnologies d’encaminament i commutació, reenviament i seqüenciació de paquets, maneig d’errors, direcció de la creació de rutes lògiques i control de congestió.

Tipus de capes de xarxa

El rendiment col·laboratiu de les set capes del model de xarxa OSI el converteix en l'enfocament més àmpliament implementat en totes les aplicacions.

Enfocament OSI

A la sessió següent es descriu la funcionalitat de cada capa:

1). Capa d'aplicació

Manté totes les interaccions humanes i informàtiques i on l’aplicació pot tenir accessibilitat a les activitats de la xarxa. Vol dir que la capa d’aplicació ofereix serveis per a activitats com ara correu electrònic, programari de xarxa i transmissions de fitxers. En el model OSI, aquesta capa té protocols de comunicació i enfocaments d'interfície utilitzats per a la comunicació de procés a procés a través d'una IP. Aquesta capa només estandarditza la comunicació i es basa en la capa de transport següent per administrar l’intercanvi d’informació i establir rutes de transferència de dades d’amfitrió a dades.

2). Capa de presentació

Aquí la informació es manté en un format útil i aquí succeeix la funcionalitat de les dades xifratge . La capa de presentació funciona per transmetre la informació del model que accepta la capa d'aplicació. En alguns casos, aquesta capa es denomina capa de sintaxi. Aquesta capa assegura que les dades lliurades per la capa d'aplicació en un sistema siguin desxifrables per la capa d'aplicació de l'altre sistema.

3). Capa de sessió

Funciona sobre la funcionalitat de les connexions i té la responsabilitat de gestionar diverses sessions i ports. La capa de sessió funciona per coordinar i acabar converses, discussions entre aplicacions i intercanvis.

4). Capa de transport

Aquesta capa realitza l'activitat de transmissió de dades mitjançant protocols que consisteixen en UDP i TCP. Transfereix informació entre amfitrions i sistemes finals. Gestiona la recuperació d’errors d’extrem a extrem i la regulació del flux. La capa de transport ofereix serveis com la gestió de flux, multiplexació, comunicació orientada a la connexió i fins i tot gestionar la coherència. Aquesta capa té la responsabilitat de lliurar informació al procés d’aplicació exacte a través dels ordinadors amfitrions. També disposa de multiplexació estadística, on s’inclou la segmentació de dades, l’addició d’identificadors de port d’origen i de destinació a la capçalera de la capa de transport.

5). Capa de xarxa

Decideix l'adreça del camí físic que ha de transmetre la informació. Aquesta capa està més enfocada a controlar les operacions de transmissió de dades, tecnologies d’encaminament i commutació, reenviament i seqüenciació de paquets, maneig d’errors, creació de rutes lògiques i control de congestió.

6). Capa d'enllaç de dades

Aquesta capa funciona en l'operació de xifratge i desxifratge de paquets de dades. Proporciona informació sobre el protocol de transmissió i controla els errors que es produeixen a la capa física, la regulació del flux i la sincronització de trames. Aquesta capa proporciona serveis com l’emmarcament de paquets de dades, la sincronització de fotogrames, l’adreçament físic, el canvi d’emmagatzematge i reenviament i molts altres.

7). Capa física

Transmet tipus d'informació crua a través del mitjà físic. La capa física proporciona la interfície mecànica, procedimental i elèctrica per al mitjà de transmissió. Fins i tot descriu les freqüències d’emissió, la propietat dels connectors elèctrics i altres factors de baix nivell.

Funcions de la capa de xarxa

Aclarim les terminologies anteriors que realitza la capa de xarxa:

• Direccionament - Manté les adreces d'origen i de destinació a la capçalera del marc. La capa de xarxa realitza l'adreça per conèixer els dispositius específics de la xarxa.
• Embalatge - La capa de xarxa funciona en la conversió de paquets rebuts de la seva capa superior. Aquesta funció s’aconsegueix mitjançant el protocol d’Internet (IP).
• Encaminament - En ser considerada com la principal funcionalitat, la capa de xarxa tria el millor camí per a la transmissió de dades des d'un punt d'origen fins a la destinació.
• Funcionament a Internet - El funcionament d'Internet funciona per proporcionar una connexió lògica en diversos dispositius.

Problemes de disseny de capes de xarxa

La capa de xarxa presenta alguns problemes de disseny i es poden descriure a continuació:

1). Canvi de paquets emmagatzemats i reenviats

Aquí, els elements més destacats són l’equip del transportista (la connexió entre routers mitjançant línies de transmissió) i l’equip del client.

commutació de paquets emmagatzemar i reenviar

• H1 té una connexió directa amb l’encaminador de portador ‘A’, mentre que H2 es connecta al router d’operador ‘F’ en una connexió LAN.
• Un dels encaminadors ‘F’ de l’operador de telefonia mòbil s’orienta cap a l’exterior de l’equip de l’operador de telefonia mòbil, ja que no entra a l’operador de telefonia mòbil, mentre que es considera protocols, programari i construcció.
• Aquesta xarxa de commutació funciona com la transmissió de dades quan l’amfitrió (H1) amb un paquet la transfereix al router proper LAN (o) connexió punt a punt amb el transportista. El transportista emmagatzema el paquet fins que arriba completament, de manera que es confirma la suma de comprovació.
• Després, el paquet es transmet pel camí fins que s’arriba a H2.

2). Serveis prestats a la capa de transport

Mitjançant la interfície de capa de xarxa / transport, la capa de xarxa proporciona els seus serveis a la capa de transport. Es podria trobar la pregunta de quin tipus de serveis proporciona la capa de xarxa?

Per tant, ens desplaçarem amb la mateixa consulta i descobrirem els serveis oferts.

Els serveis oferts per la capa de xarxa es detallen tenint en compte pocs objectius. Aquests són:

• L’oferta de serveis no ha de dependre de la tecnologia del router
• Cal protegir la capa de transport contra el tipus, el número i la topologia dels encaminadors disponibles.
• La direcció de xarxa de la capa de transport ha de seguir un escenari de numeració consistent també a les connexions LAN i WAN.

Nota: A continuació ve l'escenari orientat a la connexió o sense connexió

Aquí es poden fer dues agrupacions en funció dels serveis oferts.

Sense connexió - Aquí, l'encaminament i la inserció de paquets a la subxarxa es realitzen individualment. No cal cap configuració addicional

Orientat a la connexió - La subxarxa ha d'oferir un servei fiable i tots els paquets es transmeten per una única ruta.

3). Implementació del servei sense connexió

En aquest escenari, els paquets s’anomenen datagrames i la subxarxa corresponent s’anomena subxarxa de datagrama. L’encaminament a la subxarxa de datagrama és el següent:

subxarxa de datagrames

taula de veritat

Quan la mida del missatge que s’ha de transmetre és 4 vegades la mida del paquet, la capa de xarxa es divideix en 4 paquets i després transmet cada paquet al router ‘A’ mitjançant uns quants protocols. A cada encaminador se li proporciona una taula d’encaminament on decideix els punts de destinació.
A la figura anterior, és clar que els paquets de ‘A’ s’han de transmetre a B o C fins i tot quan la destinació és ‘F’. La taula d’encaminament de ‘A’ es defineix clarament més amunt.

Mentre que en el cas del paquet 4, el paquet de 'A' s'encamina a 'B', fins i tot el node de destinació és 'F'. El paquet 'A' tria transmetre el paquet 4 a través d'un camí diferent dels tres camins inicials. Això pot passar per la congestió del trànsit al llarg del camí ACE. Doncs el

4). Implementació del servei orientat a la connexió

Aquí, la funcionalitat del servei orientat a la connexió funciona a la subxarxa virtual. Una subxarxa virtual realitza l'operació d'evitar un nou camí per a cada transmissió de paquets. Com a substitut d’això, quan es forma una connexió, es selecciona i es manté a les taules una ruta des d’un node font a un node de destinació. Aquesta ruta realitza la seva acció en el moment de la congestió del trànsit.

En el moment en què s’allibera la connexió, la subxarxa virtual també s’acomiada. En aquest servei, cada paquet porta el seu propi identificador que indica l'adreça exacta del circuit virtual. El diagrama següent mostra el algorisme d’encaminament a la subxarxa virtual.

Implementació del servei orientat a la connexió

Protocols d’encaminament de capa de xarxa

Els protocols d’encaminament de xarxa són de molts tipus. A continuació es descriuen tots els protocols:

1). Protocol d’informació d’encaminament

Aquest protocol s’implementa principalment a la xarxa LAN i WAN. Aquí, es classifica com un protocol de passarel·la interior intern a la utilització d'un algorisme de distància-vector.

2). Protocol d’encaminament de passarel·la interior

Aquest protocol s’utilitza per encaminar informació interna al sistema independent. L’objectiu principal d’aquest protocol és aniquilar les limitacions del RIP a les xarxes complicades. Fins i tot gestiona diverses mètriques per a cada camí, a més de consistència, amplada de banda i càrrega de retard. El salt més gran és de 255 i les actualitzacions d’encaminament es transmeten a un ritme de 90 segons.

3). Obriu primer el camí més curt

Es considera el protocol d’encaminament actiu que s’utilitza majoritàriament en protocols d’Internet. Especialment, és el protocol d’encaminament d’estat d’enllaç i passa a la classificació del protocol de passarel·la interior.

4). Protocol de passarel·la exterior

El millor protocol d’encaminament triat per a l’activitat a Internet és el protocol de passarel·la exterior. Té un escenari diferent en comparació amb els protocols vectorials de trajectòria i distància. Aquest protocol segueix la topologia com la d’un arbre.

5). Protocol d’encaminament de passarel·la interior millorat

És el protocol d’encaminament vector-distància a la millora de l’optimització que disminueix la inestabilitat d’encaminament que passa després de la modificació de la topologia, a més de l’ús de l’amplada de banda i la capacitat de processament. En general, l'optimització depèn del treball DUAL de SRI, que assegura el procés sense bucles i proporciona un marge per a una unió ràpida.

6). Protocol de passarel·la fronterera

Aquest protocol s’encarrega del manteniment d’una taula de xarxes de protocol d’Internet que gestionen la capacitat d’aproximació a la xarxa entre AS. Això s’articula en forma de protocol de vector de ruta. Aquí, les mètriques IGP generals no s’implementen, sinó que van amb decisions en funció del camí i de les regles de xarxa.

7). Sistema intermedi a sistema intermedi

Això és emprat majoritàriament per dispositius de xarxa on decideix el millor mètode per a la transmissió d’un datagrama i aquest identificador d’escenari anomenat enrutament.

Serveis de capa de xarxa

La capa de xarxa proporciona serveis que permeten dispositius finals per a l'intercanvi d'informació a través de la xarxa. Per aconseguir-ho, fa ús de quatre processos d’on són

• Direcció de dispositius finals
• Encapsulació
• Encaminament
• Desencapsulació

Amb tots els protocols, tipus, serveis i altres marcs d’encaminament, la capa de xarxa és un gran suport per al model OSI. La funcionalitat de la capa de xarxa conté a tots els encaminadors. Els protocols més generals relacionats amb la capa de xarxa són Protocol d'Internet i Netware IPX / SPX. A mesura que moltes organitzacions han implementat la capa de xarxa, obteniu informació més profunda sobre quins són els enfocaments a què s’associa la capa de xarxa?