IPv4










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Protocolo IPv4

- Protocolo de conmutación de paquetes, tanto a nivel de servicio como de implementación.
- No orientado a conexión. Cada paquete se enruta de forma independiente.
- No garantiza: entrega, orden y la no duplicidad de la información (NO CONFIABLE).
- No detecta ni corrige errores en el Payload.
- Solo detecta errores en el encabezado descartando el paquete cuando este llega mal.
- Soporta fragmentación al pasar por redes de diferente MTU.
- Define claramente la unidad de transferencia denominada Datagrama o paquete IP.
- Hace ver el conjunto de redes físicas como una sola red virtual (internet).

Arquitectura del paquete IPv4

Paquete IPv4

- SOURCE Y DESTINATION IP ADDRESS (dirección fuente y dirección destino): 32 bits estructurados para identificar la red y el nodo dentro de la red.
- VERSION: Versión del paquete: 4 o 6.
- HEADER LENGHT: Longitud del encabezado en palabras de 4 bytes. En paquete básico=5 indicando un encabezado de 20 bytes.
- TYPE OF SERVICE (TOS): 8 bits para determinar la prioridad. IP preference o DSCP.
- TOTAL LENTH: Longitud total del datagrama. Máximo tamaño de paquete: 64K.
- IDENTIFICATION: Identificador del paquete. Es asignado por la fuente. Se utiliza al reensamblar los fragmentos.
- DF (don´t fragment): Para forzar la no fragmentación.
- MF (more fragments): Bit activo en todos los fragmentos excepto el último.
- FRAGMENT OFFSET: Indica la ubicación del fragmento respecto al paquete original.
- TIME TO LIVE (TTL): Tiempo de vida. Cada router lo decrementa en 1. Cuando alcanza el valor de 0 se descarta el paquete.
- PROTOCOL: ICMP(1), IP(4), TCP(6), UDP(17).
- HEADER CHECKSUM: Verifica solo el encabezado. Si no coincide se descarta el paquete.
- OPTIONS:
   - La implementación no esta obligada a generar opciones pero si a interpretarlas.
   - Longitud variable alineada con padding de bytes en 0 hasta los 32 bits.
   - Algunas opciones son:
     - Enrutamiento explicito relajado.
     - Enrutamiento explicito estricto.

Fragmentación

El tamaño para un datagrama debe ser tal que permita la encapsulación, esto es, enviar un datagrama completo en una trama física. El problema está en que el datagrama debe transitar por diferentes redes físicas, con diferentes tecnologías y diferentes capacidades de transferencia. A la capacidad máxima de transferencia de datos de una red física se le llama MTU (el MTU de ethernet es 1500 bytes por trama, la de FDDI es 4497 bytes por trama). Cuando un datagrama pasa de una red a otra con un MTU menor a su tamaño es necesaria la fragmentación. A las diferentes partes de un datagrama se les llama fragmento. Al proceso de reconstrucción del datagrama a partir de sus fragmentos se le llama reensamblado de fragmentos.

El control de la fragmentación de un datagrama IP se realiza con los campos de la segunda palabra de su cabecera:

   - Identificación: Numero de 16 bits que identifica al Datagrama, que permite implementar números de secuencias y que permite reconocer los diferentes fragmentos de un mismo Datagrama, pues todos ellos comparten este numero.
   - Banderas: Un campo de tres bits donde el primero está reservado. El segundo, llamado bit de No - Fragmentación significa: 0 = Puede fragmentarse el datagrama o 1 = No puede fragmentarse el datagrama. El tercer bit es llamado Más – Fragmentos y significa: 0 = Unico fragmento o Ultimo fragmento, 1 = aun hay más fragmentos. Cuando hay un 0 en más – fragmentos, debe evaluarse el campo desplazamiento de fragmento: si este es cero, el datagrama no esta fragmentado, si es diferente de cero, el datagrama es un ultimo fragmento.
   - Desplazamiento de fragmento: A un trozo de datos se le llama Bloque de Fragmento. Este campo indica el tamaño del desplazamiento en bloques de fragmento con respecto al datagrama original, empezando por el cero.

Para finalizar con el tema de fragmentación, hay que mencionar el Plazo de Reensamblado, que es un time out que el Host destino establece como máximo para esperar por todos los fragmentos de un datagrama. Si se vence y aun no llegan TODOS, entonces se descartan los que ya han llegado y se solicita el reenvío del datagrama completo.
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