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Capítulo 6: Capa de red
CCNA routing y switching
Introducción a redes v6.0

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 6.1 Protocolos de capa de red
• Explicar la forma en que los protocolos y servicios de capa de red admiten comunicaciones a través de
las redes de datos.
• Describir el propósito de la capa de red en la comunicación de datos.
• Explicar por qué el protocolo IPv4 requiere otras capas para proporcionar confiabilidad.
• Explicar la función de los principales campos de encabezado en el paquete IPv4.
• Explicar la función de los principales campos de encabezado en el paquete IPv6.
 6.2 Routing
• Explicar la forma en que los routers permiten la conectividad completa en una red de pequeña o mediana
empresa.
• Explicar la forma en que los dispositivos de red utilizan tablas de routing para dirigir los paquetes a
una red de destino.
• Comparar una tabla de routing de host con una tabla de routing de router.
Capítulo 6: Secciones y objetivos

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 6.3 Routers
• Explicar la forma en que los dispositivos enrutan el tráfico en una red de pequeña o mediana
empresa.
• Describir los componentes y las interfaces comunes de un router.
• Describir el proceso de arranque de un router con Cisco IOS.
 6.4 Configuración de un router Cisco
• Configurar un router con parámetros básicos.
• Configurar los parámetros iniciales en un router con Cisco IOS.
• Configurar dos interfaces activas en un router con Cisco IOS.
• Configurar dispositivos para utilizar el gateway predeterminado
Capítulo 6: Secciones y objetivos (continuación)

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6.1 Protocolos de capa de red

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La capa de red en las comunicaciones
La capa de red
• La capa de red, que reside en la capa OSI 3, brinda
servicios para permitir que los terminales puedan
intercambiar datos en la red.
• La capa de red utiliza cuatro procesos para
proporcionar transporte integral:
• Direccionamiento de terminales: las direcciones IP
deben ser únicas a efectos de identificación.
• Encapsulamiento: las unidades del protocolo de datos
de la capa de transporte se encapsulan mediante la
incorporación de información en el encabezado IP,
incluidas las direcciones IP de origen y de destino.
• Routing: la capa de red brinca servicios para dirigir
paquetes a otras redes. Los routers seleccionan la
mejor ruta que el paquete debe tomar para llegar al
destino.
• Desencapsulamiento: el host de destino desencapsula
el paquete para ver si coincide con el suyo.

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La capa de red en las comunicaciones
Protocolos de capa de red
• Existen diversos protocolos de
capa de red; sin embargo, los
implementados con mayor
frecuencia son los siguientes:
• Protocolo de Internet versión 4 (IPv4)
• Protocolo de Internet versión 6 (IPv6)
Nota: Los protocolos de capa de red
antiguos no se analizan en este
curso.

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Características del protocolo IP
Encapsulamiento de IP
• En la capa de red, el IP encapsula el
segmento de la capa de transporte; para
ello, agrega un encabezado IP a fin de
realizar una entrega al host de destino.
• El encabezado IP se mantiene igual desde
el host de origen hasta el de destino.
• El proceso de encapsulamiento de datos
capa por capa permite el escalamiento de
los servicios de las diferentes capas sin
afectar otras capas.
• Los routers implementan diversos
protocolos de capa de red al mismo
tiempo en una red y utilizan el encabezado
de paquetes de capa de red para el
routing.

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Características de IP
• El IP se diseñó como un protocolo
con sobrecarga baja. Proporciona
solo las funciones necesarias para
enviar un paquete de origen a
destino.
• Un paquete IP se envía al destino
sin establecer previamente una
conexión.
• El IP no fue diseñado para rastrear
ni administrar el flujo de paquetes.
• Estas funciones, si es necesario, están
a cargo de otras capas, principalmente
TCP.

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IP: sin conexión
• El IP es un protocolo sin
conexión:
• No se genera una conexión completa
exclusiva antes de enviar los datos.
• El proceso es muy similar a enviar
una carta por correo postal.
• Los emisores no saben si el destino
existe, es accesible y está operativo
antes de enviar paquetes.
• Esta característica contribuye a la
baja sobrecarga del IP.

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IP: máximo esfuerzo de entrega
 El IP es un protocolo de entrega de
máximo esfuerzo:
• El IP se considera "no confiable",
porque no garantiza que se recibirán
todos los paquetes que envía.
• "No confiable" significa que el IP no
tiene la funcionalidad para
administrar y recuperar paquetes no
recibidos, dañados o fuera de
secuencia.
• Si, en el destino, faltan paquetes o
no se encuentran en el orden
correcto, los protocolos/servicios de
capa superior deben resolver estos
problemas.

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IP: independiente de los medios
• El IP funciona en forma independiente de
los medios que transportan los datos en
las capas más bajas de la pila de
protocolos. Es indistinto si los medios son
cables de cobre, fibra óptica o
inalámbricos.
• La capa de enlace de datos OSI se
encarga de tomar el paquete IP y
prepararlo para transmitirlo a través del
medio de comunicación.
• La capa de red tiene un tamaño máximo
de PDU que puede transportarse,
denominado MTU (unidad máxima de
transmisión).
• La capa de enlace de datos informa la
MTU a la capa de red.

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Paquete IPv4
Encabezado de paquetes IPv4
• El encabezado del paquete IPv4 consta de los
campos que contienen números binarios. Estos
números identifican varios parámetros del paquete IP,
que son evaluados por el proceso de capa 3.
• Entre los campos más importantes, se incluyen:
• versión: especifica que el paquete es IP versión 4;
• servicios diferenciados o DiffServ (DS): utilizados para
determinar la prioridad de cada paquete en la red;
• tiempo de duración (TTL): delimita el tiempo de vida de
un paquete, que se reduce en uno en cada router del
recorrido;
• protocolo: utilizado para identificar el protocolo del
siguiente nivel;
• dirección IPv4 de origen: dirección de origen del paquete;
• dirección IPv4 de destino: dirección de destino.

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Paquete IPv4
Demostración en video: Ejemplos de encabezados IPv4 en Wireshark
 Wireshark es un analizador
de protocolos de red y
paquete gratis y de código
abierto que permite
capturar y examinar el
tráfico de red.

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Paquete IPv6
Limitaciones de IPv4
• El IPv4 se actualizó para enfrentar los nuevos desafíos.
• Todavía existen tres cuestiones importantes con IPv4:
• Agotamiento de las direcciones IP: IPv4 tiene una cantidad limitada de
direcciones IPv4 públicas únicas disponibles. Si bien existen
aproximadamente 4000 millones de direcciones IPv4, el aumento
exponencial de dispositivos nuevos habilitados para IP aumentó la
necesidad.
• Expansión de la tabla de routing de Internet: una tabla de routing
contiene rutas a diferentes redes para tomar la mejor decisión sobre la
ruta. A medida que se conectan más dispositivos y servidores a la red,
se crean más rutas. Una gran cantidad de rutas puede reducir la
velocidad del router.
• Falta de conectividad integral: la Traducción de direcciones de red (NAT)
se creó para que los dispositivos compartan una única dirección IPv4.
Sin embargo, debido a que son compartidas, las tecnologías que
requieren conectividad integral pueden sufrir problemas.

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Paquete IPv6
Introducción a IPv6
• En los años noventa, el Grupo de trabajo
de ingeniería de Internet (IETF) comenzó
a buscar un reemplazo de IPv4, que
derivó en IPv6.
• Entre las ventajas de IPv6 en
comparación con IPv4 se incluyen las
siguientes:
• Mayor espacio de direcciones: basadas en el
direccionamiento de 128 bits en comparación
con el de 32 bits de IPv4.
• Mejor manejo de paquetes: menos campos en
IPv6 que en IPv4.
• Se elimina la necesidad de NAT: no es
necesario compartir direcciones con IPv6.
• Existen aproximadamente tantas
direcciones IPv6 como granos de arena
en la tierra.

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Paquetes IPv6
Encapsulamiento de IPv6
• El encabezado de IPv6 es más simple que el de IPv4.

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Paquetes IPv6
Encapsulamiento de IPv6 (continuación)
• Ventajas del uso del encabezado simplificado de IPv6 en comparación
con IPv4:
• Formato de encabezado simplificado para un manejo de paquetes eficaz
• Arquitectura de red jerárquica para mejorar la eficacia del routing
• Autoconfiguración de direcciones
• Eliminación de la necesitad de traducción de direcciones de red (NAT) entre las
direcciones públicas y privadas

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Paquetes IPv6
Encabezado de paquetes IPv6
• Campos del encabezado de paquetes
de IPv6:
• Versión: contiene un valor binario de 4 bits
establecido en 0110 que lo identifica como un
paquete IPv6.
• Clase de tráfico: campo de 8 bits, equivalente al
campo servicios diferenciados (DS) de IPv4.
• Etiqueta de flujo: campo de 20 bits que sugiere
que todos los paquetes con la misma etiqueta de
flujo reciben el mismo tipo de manejo de los
routers.
• Longitud de contenido: campo de 16 bits que
indica la longitud de la porción de datos o la
carga útil del paquete.
• Encabezado siguiente: campo de 8 bits que es
equivalente al campo protocolo de IPv4. Indica el
tipo de carga útil de datos que lleva el paquete.

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Paquetes IPv6
Encabezado de paquetes IPv6 (continuación)
• Campos del encabezado de
paquetes de IPv6:
• Límite de saltos: campo de 8 bits que
reemplaza al campo TTL de IPv4. Este valor
se reduce en 1 al pasar por cada router.
Cuando llega a cero, el paquete se descarta.
• Dirección IPv6 de origen: campo de 128 bits
que identifica la dirección IPv6 del host
emisor.
• Dirección IPv6 de destino: campo de 128 bits
que identifica la dirección IPv6 del host
receptor.

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Paquete IPv6
Demostración en video: Ejemplos de encabezados IPv6 y Wireshark
• En este video de
demostración, se analiza
una captura de pantalla
de una captura de
paquetes IPv6 mediante
Wireshark. Se describen
el origen, el destino, el
tipo de paquete y el
propósito del paquete.
• También se descifra y
analiza información de
campo de protocolo para
este paquete IPv6.

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6.2 Routing

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¿Cómo enrutan los hosts?
Decisión de reenvío de host • Una función importante de la capa de
red es dirigir los paquetes entre hosts.
Un host puede enviar un paquete a
alguno de los siguientes:
• Sí mismo: un host puede hacerse ping a sí mismo
a efectos de prueba mediante el uso de 127.0.0.1,
denominada "interfaz de bucle invertido".
• Host local: este es un host que está en la misma
red local que el host emisor. Los hosts comparten
la misma dirección de red.
• Host remoto: este es un host en una red remota.
Los hosts no comparten la misma dirección de red.
• La dirección IPv4 de destino y la
máscara de subred se comparan con la
dirección de destino y la máscara de
subred para determinar si el host está en
la red local o en la red remota.

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Gateway predeterminado
• El gateway predeterminado es el
dispositivo de red que puede
enrutar el tráfico a otras redes. Es
el router el que enruta el tráfico
fuera de la red local.
• Esto ocurre cuando el host de
destino no está en la misma red
local que el host emisor.
• El gateway predeterminado sabrá
dónde enviar el paquete mediante
el uso de la tabla de routing.
• El host emisor no necesita saber
dónde enviar el paquete que no
sea el gateway predeterminado, o
el router.

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Uso del gateway predeterminado
• La tabla de routing de un host incluye,
por lo general, un gateway
predeterminado, que es la dirección IP
del router de la red en la que se
encuentra el host.
• El host recibe la dirección IPv4 para el
gateway predeterminado del protocolo de
configuración dinámica de host (DHCP) o
se configura manualmente.
• La configuración de un gateway
predeterminado genera una ruta
predeterminada en la tabla de routing del
host, que es la ruta a la que la
computadora enviará el paquete cuando
necesite comunicarse con una red
remota.

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Tablas de routing del host
• En un host de Windows, se puede
mostrar la tabla de routing con los
siguientes comandos:
• route print
• netstat -r
• Se mostrarán tres secciones:
• Lista de interfaces: enumera las
direcciones de control de acceso a
medios (MAC) y el número de interfaz
asignado de las interfaces de red en
el host.
• Tabla de rutas de IPv4: enumera
todas las rutas IPv4 conocidas.
• Tabla de rutas de IPv6: enumera
todas las rutas IPv6 conocidas.

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Tablas de routing del router
Decisión de reenvío de paquetes del router
• Cuando el router recibe un paquete
destinado a una red remota, el
router tiene que consultar la tabla
de routing para determinar dónde
reenviar el paquete. En la tabla de
routing de un router, se incluye lo
siguiente:
• Rutas conectadas directamente: estas
rutas provienen de interfaces de router
activas configuradas con direcciones IP.
• Rutas remotas: estas rutas provienen
de redes remotas conectadas a otros
routers. Se configuran manualmente o
se obtienen de un protocolo de routing
dinámico.
• Ruta predeterminada: esta ruta recibe el
paquete cuando no existe una ruta en la
tabla de routing.

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Tabla de routing del router IPv4 • En un router con Cisco IOS, se utiliza
el comando show ip route para
visualizar la tabla de routing IPv4 del
router. En la tabla de routing, se
muestra lo siguiente:
• rutas conectadas directamente y remotas;
• la forma en que se obtuvo cada ruta;
• confianza y calificación de la ruta;
• la fecha en que la ruta se actualizó por última
vez;
• la interfaz que se usa para alcanzar la red.
• El router evalúa el encabezado de un
paquete entrante para establecer la
red de destino. Si hay una
coincidencia, se reenvía el paquete
mediante el uso de la información
especificada en la tabla de routing.

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Demostración en video: Introducción a la tabla de routing IPv4
• Un host tiene una tabla de routing
que puede visualizarse con el
comando netstat –r.
• La tabla de routing incluye rutas a
diferentes redes e información sobre
estas rutas. Por ejemplo:
• La D a la izquierda de la ruta 10.1.1.0/24
indica que se obtuvo mediante el protocolo
de routing EIGRP.
• La letra C significa que la red está conectada
directamente.
• También se indica el gateway
predeterminado de último recurso.

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Entradas de la tabla de routing conectada directamente
• Cuando la interfaz de router
está configurada y activada,
se crean en forma automática
las siguientes dos entradas
de tabla de routing:
• C: indica que la red está conectada
directamente y que la interfaz está
configurada con una dirección IP y
activa.
• L: indica que es una interfaz local.
Esta es la dirección IPv4 de la
interfaz del router.

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Comprensión de las entradas de rutas remotas
• 10.1.1.0/24 identifica la red de
destino.
• 90 es la distancia administrativa de la
red correspondiente o la confiabilidad
de la ruta. Cuanto menor es el
número, mayor es la confiabilidad de
la ruta.
• 2170112 representa la métrica o el valor
asignado para llegar a la red remota. Los
valores más bajos indican las rutas
preferidas.
• 209.165.200.226 es el siguiente salto o la
dirección IP del router siguiente para
reenviar el paquete.
• 00:00:05: la marca de hora de la ruta
identifica cuándo fue la última comunicación
con el router.
• Serie/0/0/0 es interfaz de salida.
• La D representa el origen de la ruta que es la forma en que el
router obtuvo la red. D identifica la ruta como una ruta EIGRP (o
protocolo de routing de gateway interior mejorado).

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Dirección de siguiente salto
• Cuando un paquete llega a un router
destinado a una red remota, enviará el
paquete a la dirección de siguiente
salto correspondiente a la dirección de
red de destino en su tabla de routing.
• Por ejemplo, si el router R1 en la
figura a la izquierda recibe un paquete
destinado a un dispositivo en la red
10.1.1.0/24, lo enviará a la dirección
de siguiente salto de
209.165.200.226.
• Observe que, en la tabla de routing,
no se ha establecido una dirección de
gateway predeterminado. Si el router
recibe un paquete para una red que
no se encuentra en la tabla de routing,
se descartará.

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Demostración en video: Explicación de la tabla de routing IPv4
• Router R1:
• Tiene tres rutas conectadas directamente
resaltadas en amarillo.
• Las dos primeras entradas de routing de la tabla
de routing para las redes 10.1.1.0/24 y
10.1.2.0/24 son para las redes remotas
conectadas al router R2.
• R1 obtuvo información sobre estas redes de R2
mediante el protocolo de routing dinámico
EIGRP.
• El router de siguiente salto está indicado a
través de 209.165.200.226. Allí el router debe
reenviar el paquete.
• El router enviará el paquete a la dirección de
siguiente salto; para ello, debe salir de su propia
interfaz serial/0/0/0.
• Una entrada de red conectada no tiene una
dirección de siguiente salto. Indica por qué
interfaz debe salir; por ejemplo,
GigabitEthernet0/0.

34
Arranque del router
Práctica de laboratorio:
Exploración de las
características físicas
del router
• En esta práctica de
laboratorio, examinará el
exterior de un router para
familiarizarse con sus
características y
componentes.

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