¿Cómo se enrutan los paquetes IP en una red de área local?

Entrega de paquetes IP en una red de área local es un concepto fundamental que todos los administradores de sistemas y redes deben tener un comprensión clara de. ¿Cómo deciden las computadoras a dónde enviar los paquetes? ¿Deberían enviarlos directamente a las computadoras de destino, a la puerta de enlace o a ambos?

La respuesta es simple. Las computadoras usan su local Tabla de ruteo para tomar esa determinación. Sí, incluso las computadoras tienen una tabla de enrutamiento. En realidad, si un host de red está utilizando TCP/IP para comunicarse en la red, tendrá una tabla de enrutamiento.

Aquí hay un ejemplo de un tabla de ruteo tomado de una computadora con una dirección IP de 192.168.0.1.

Si lee esta tabla de enrutamiento, notará que si un dirección de destino de la red del paquete es cualquier otra cosa que no sea una dirección definida en el 192.168.0.0/24 subred, se enviará a la puerta (línea 1) que es 192.168.0.254 y dejará fuera de la interfaz con una IP de 192.168.0.1.

Al principio, estas tablas pueden ser difíciles de interpretar. Sin embargo, una vez que comprenda cómo leerlo, debería ser sencillo determinar cómo la computadora tratará paquetes TCP/IP salientes. Otra cosa que puede notar es que la mesa es relativamente pequeña.

¿Cómo puede esta computadora comunicarse básicamente con cualquier otra computadora en el planeta con 9 entradas en su tabla de enrutamiento? Nuevamente, la respuesta es simple. Si el equipo de destino es no localizado en la subred local, simplemente envía el paquete a la puerta de enlace predeterminada. El trabajo del enrutador es averiguar qué hacer a continuación.

Echemos un vistazo a un ejemplo. Como notará en el siguiente diagrama, hemos representado una red con dos subredes segmentadas por un enrutador. Una subred está definida en el 192.168.1.0 red mientras que el otro está en el 192.168.2.0 red.

Entonces, la siguiente pregunta que puede tener es cómo sabe la computadora si el sistema de destino está en la misma subred o en una subred diferente. El host usa matemática booleana, específicamente la función AND. El sistema convierte la IP de origen y de destino a un número binarioaplica la máscara de subred a ambos y compara los resultados mediante la función AND.

Si el los resultados son los mismos, el destino debe estar en la misma subred. Si el los resultados son diferentes, el destino debe estar en una subred. El función Y simplemente compara dos números de la siguiente manera.

0 AND 0 = 0
0 AND 1 = 0
1 AND 0 = 0
1 AND 1 = 1

Entonces, ¿qué sucede cuando WK1 (192.168.1.1) quiere enviar un paquete a WK2 (192.168.1.2)?

1. Convierta las IP a binarias.
2. Aplicar la máscara de subred.
3. Y los resultados.
4. Comparar.

192.168.1.1

11000000.10101000.00000001.00000001 (IP 192.168.1.1)
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mask 255.255.255.0)
-----------------------------------
11000000.10101000.00000001.00000000 (Subnet 192.168.1.0) 

192.168.1.2

11000000.10101000.00000001.00000010 (IP 192.168.1.2)
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mask 255.255.255.0)
-----------------------------------
11000000.10101000.00000001.00000000 (Subnet 192.168.1.0)

Los resultados indican que ambos 192.168.1.1 y 192.168.1.2 están en el misma subred. Por lo tanto, WK1 intentará entregar el paquete directamente a WK2 sin enviándolo a la puerta de enlace predeterminada. El host mirará su tabla de enrutamiento local y verá que necesita enviar el paquete en el 192.168.1.1 interfaz. Antes de que el paquete pueda ser entregado, WK1 necesita saber el Dirección MAC de WK2.

Utiliza el protocolo ARP y envía una transmisión en la subred local. Dado que se trata de una transmisión, la dirección MAC de destino es FF-FF-FF-FF-FF-FF. cada anfitrión en la subred local recibirá el paquete. Este paquete ARP también incluye la dirección IP de destino de 192.168.1.2.

Por lo tanto, si uno de los anfitriones determina que su coincidencias de direcciones IP que en el paquete ARP, en este caso, WK2 responderá a WK1 incluido su dirección MAC. Ahora que WK1 tiene la MAC de WK2, puede enviar el paquete directamente a WK2.

El paquete incluirá esta información para la entrega. Dado que MAC ahora está dirigido a WK2, WK2 será el único sistema para subir el paquete a la pila TCP/IP.

Tomemos otro ejemplo. ¿Qué pasará cuando WK1 quiere enviar un paquete a WK3?

1. Convierta las IP a binarias.
2. Aplicar la máscara de subred.
3. Y los resultados.
4. Comparar.

192.168.1.1

11000000.10101000.00000001.00000001 (IP 192.168.1.1)
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mask 255.255.255.0)
-----------------------------------
11000000.10101000.00000001.00000000 (Subnet 192.168.1.0) 

192.168.2.1

11000000.10101000.00000010.00000001 (IP 192.168.2.1)
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mask 255.255.255.0)
-----------------------------------
11000000.10101000.00000010.00000000 (Subnet 192.168.2.0) 

Los resultados indican que ambos 192.168.1.1 y 192.168.2.1 son NO en la misma subred. Por lo tanto, WK1 no puede intentar entregar el paquete directamente a WK2. Debe enviar el paquete al puerta de enlace predeterminada (según su tabla de enrutamiento). Antes el paquete se puede entregar al enrutador, WK1 necesita saber la dirección MAC de la interfaz del enrutador, 192.168.1.254.

Utiliza el protocolo ARP y envía una transmisión en la subred local. Dado que se trata de una transmisión, la dirección MAC de destino es FF-FF-FF-FF-FF-FF. cada anfitrión en la subred local, incluido el enrutador, recibirá el paquete. Este paquete ARP también incluye la dirección IP de destino de 192.168.1.254.

Por lo tanto si uno de los anfitriones determina que su dirección IP partidos que en el paquete ARP, en este caso, el enrutador responderá a WK1 incluyendo su dirección MAC. Ahora que WK1 tiene la MAC del enrutador para el 192.168.1.254 interfaz, puede enviar el paquete directamente al enrutador.

El paquete incluirá esta información para la entrega. Nota que la IP de destino es la de WK3pero la MAC de destino es la del enrutador.

Cuando el router recibe el paquete, notará que la dirección IP de destino no es propia y pertenece a otro host. El enrutador utilizará su tabla de enrutamiento local para determinar a dónde enviar el paquete.

En este caso, el enrutador encontrará que el destino está conectado a una de sus interfaces. Va a eliminar su dirección MAC del paquete y reemplazarlo con WK3 una vez que lo obtiene a través del protocolo ARP.

El paquete incluirá esta información para la entrega. Nota que la IP de destino sigue siendo la de WK3y ahora la MAC de destino es la de WK3.

Una vez que WK3 recibe el paquete, el ciclo completo ocurre de la misma manera si WK3 necesita comunicarse con WK1. Eso es todo. Bastante simple, ¿eh? Como puedes ver, es muy importante para comprender cómo funciona el conjunto de protocolos TCP/IP.