¿Cómo cambian los paquetes en una red?

Escenario

Este es un problema de un examen parcial de la materia comunicaciones II, en él se pide al estudiante que describa las transformaciones que sufren los paquetes en su transcurso por la red de ejemplo considerando las operaciones de capa 2, 3, 4 y 7. En el problema se asume que el paquete es un paquete de FTP que hace parte de una conexión ya establecida, es decir, no hay que especificar nada relativo a la apertura de la conexión y sólo se debe describir las transformaciones en el camino de ida mas no en el camino de regreso. La idea del problema es simplemente recorrer las transformaciones que sufren los paquetes y exigir que la descripción corresponda con los términos técnicos adecuados. La pregunta es qué transformaciones sufre un paquete de FTP en capa 2, 3, 4 y 7 si se envía de la  estación A a la C. La respuesta se puede encontrar si se conoce cómo usar Packet Tracer y si se saben bien las funciones de las capas del modelo OSI involucradas. En la respuesta es aceptable usar de manera genérica la palabra paquete sin distinguir si son segmentos, paquetes o tramas pero el proceso principal, encapsulamiento, debe estar claramente declarado. La respuesta es como sigue: Estación A En la estación A, en la capa 7 el proceso de FTP encapsula la información y la pasa a las capas inferiores, la siguiente capa relevante es la capa de transporte o capa 4, en ésta se segmentan los datos y se agrega la información de encabezado TCP, a saber un número de puerto origen y uno destino (en nuestro caso el puerto origen es aleatorio y el destino suele ser 21 o 20, pero la implementación del servidor dirá si el puerto destino es predecible o no). En la capa 3, la estación A encapsula los datos con su información IP, principalmente la dirección origen propia (172.16.1.2, deducido de la tabla ARP del host -es la única que falta- y es la otra dirección aparte de la del enrutador en la tabla ARP del otro host) y destino la Ip del host destino (192.168.1.X, no se puede deducir la dirección exacta), luego compara la dirección IP destino del paquete con la dirección de red propia y se determina que el paquete no pertenece a la misma red del host A, éste decide que el siguiente salto es la dirección del enrutador ya que como los hosts no están en el mismo segmento no se puede obtener la dirección física. En capa de enlace o capa 2, se encapsula el paquete con la dirección MAC del enrutador (0001.9644.447C, deducida de la tabla ARP). Switch El switch mira en capa 2 la dirección MAC destino y como es la del enrutador busca en su tabla CAM y la conmuta al puerto al que se asocia la MAC del enrutador sin hacer ningún cambio en el paquete. Router0 El paquete es leído por el enrutador, el único que permite a su capa 2 desencapsular el paquete y en la capa 3 de éste se observa que la dirección IP no es la propia y por lo tanto se debe buscar una ruta hacia esa red. La tabla de enrutamiento impresa dice que la ruta hacia la red 192.168.1.0 tiene como siguiente salto el enrutador de dirección 10.0.0.2, el enrutador decrementa el TTL y recalcula el checksum y pasa este paquete a la capa 2. La capa 2 usa el siguiente salto para encapsular el paquete original con la dirección física del enrutador de dirección 10.0.0.2 en la tecnología de capa 2 que sea necesaria. Router1 Éste enrutador recibe el paquete y como su capa 2 dice que es para él, lo desencapsula y observa que la dirección IP no es ninguna de las de él y busca un destino en su tabla de enrutamiento para la red destino del paquete. La tabla de enrutamiento impresa dice que la red 192.168.1.0 está directamente conectada y que se debe encapsular y conmutar el paquete a la interfaz Fastethernet 0/0. Como la interfaz es fastethernet, se debe buscar en la tabla ARP si existe una dirección MAC asociada a la IP destino del paquete, como el paquete hace parte de una conexión establecida, lo más probable es que sí exista y se encapsula el paquete con esa dirección MAC (No hay cómo deducir del diagrama ésta dirección porque tendríamos que mostrar la tabla ARP del enrutador Router1). Estación C El PC lee la trama, en capa 2 reconoce su propia MAC y por eso la desencapsula, en la capa 3 identifica su propia dirección y en capa 4 reconoce que hay una aplicación asociada al puerto destino y desencapsula la información con las reglas de capa 4 para pasarla a las capas superiores. Finalmente en capa 7 el proceso recibe el dato. Conclusión Todo el proceso descrito parte de la base de tener muy claras las funciones definidas en el modelo de referencia OSI y se puede visualizar perfectamente usando la opción de simulación del Packet Tracer 5.0 (que se usa extensivamente en el currículo en los laboratorios simulados) poniendo paquetes ICMP en la topología y observando, paso a paso, lo que le sucede al paquete dando click en el paquete y leyendo los procesos que le ocurren en cada nodo de la red para cada capa del modelo OSI. Reconozco que queda mucho que explicar sobre esta entrada y les prometo que voy a escribir lo que hace falta: modelo OSI y cómo usar PT para observar lo que sucede a los paquetes cuando pasan por la red.]]>