Interconexión entre redes sin conexión  

IP proporciona un servicio sin conexión (con datagramas) con las siguientes ventajas:

- Es un sistema flexible ya que permite trabajar con muchos tipos de redes. Algunas incluso con conexión.
- Es un sistema muy robusto.
- Es el mejor sistema para un protocolo de transporte sin conexión.

Ejemplo: sean dos sistemas (A y B) que pertenecen a dos redes distintas conectadas por medio de otra red WAN. La red WAN es de conmutación de paquetes. Los sistemas A y B deben de tener el mismo protocolo IP de red e idénticos protocolos superiores (de transporte y de aplicación). Los dispositivos de encaminamiento sólo deben de implementar las capas de red e inferiores. El protocolo IP de A recibe bloques de datos y les añade una cabecera de dirección global de red (dirección de red de la estación B). De esta forma, se construye un datagrama. Este datagrama se pasa a la red y es recibido por el primer sistema de encaminamiento que lee la cabecera IP y pone la cabecera necesaria para poder ser leído por la WAN. La WAN lo recibe y lo pasa al sistema de encaminamiento que lo va a guiar a la estación final. Este sistema de encaminamiento quita la cabecera de la WAN y pone la de IP para enviarlo al sistema final donde llegará a su protocolo IP (y será pasado sin cabecera IP a su capa superior). Bajo el protocolo IP está el LLC, el MAC y el físico. Cada uno de estos protocolos va añadiendo su propia cabecera que será quitada y puesta otra vez por cada uno de los sistemas de encaminamiento. El sistema final hace lo mismo. Cuando un dispositivo de encaminamiento lee la cabecera IP del datagrama que tiene que encaminar y no sabe dónde enviarlo, devuelve un datagrama con la información del error.

Cada nueva unidad de datos se pone en cola de su capa inferior hasta que le llega el turno de ser enviada. Si hay dos redes conectadas por un sistema de encaminamiento, éste puede desechar datagramas de su cola para así no perjudicar la red más rápida esperando datagramas de la más lenta. IP no garantiza que los datos lleguen a su destino y en orden, es TCP la que se encarga de esto. IP, al no garantizar el orden y llegada de datos, funcionará con cualquier tipo de red ya que los datos pueden seguir caminos múltiples antes de llegar a su destino. Esto le permite además, cambiar de rutas cuando hay congestión o algún tipo de compatibilidad.

- Cuestiones de diseño

La arquitectura de interconexión de redes es similar, en su ámbito, a la arquitectura de red de conmutación de paquetes. Los dispositivos de encaminamiento son similares en su funcionamiento a los nodos de conmutación de paquetes y usan las redes intermedias de una forma semejante a los enlaces de transmisión.

d) Encaminamiento: se implementa mediante una tabla en cada sistema de encaminamiento y en cada sistema final. Por cada red de destino, el siguiente dispositivo de encaminamiento al que hay que enviar el datagrama. Las tablas pueden ser estáticas o dinámicas, siendo las dinámicas mejores porque se pueden actualizar para cuando hay congestión o sistemas intermedios en mal funcionamiento.

En las tablas se puede incluir sistemas para manejar la seguridad (se le puede impedir el acceso a ciertas redes a ciertas estaciones no acreditadas). Pude hacerse encaminamiento en la fuente, indicando ésta en el datagrama el camino a seguir. En los propios datagramas, los sistemas de encaminamiento pueden adjuntar información de su dirección para difundirla en la red.

e) Tiempo de vida de los datagramas: para evitar que un datagrama circule indefinidamente por la red, se puede adjuntar un contador de saltos (que se decremente cada vez que salta a un dispositivo de encaminamiento) o un contador de tiempo que haga que pasado un cierto tiempo, el datagrama sea destruido por un dispositivo de encaminamiento.

f) Segmentación y ensamblado: puede ser necesario que los paquetes, al pasar de unas redes a otras, deban de ser troceados por necesidades propias de dichas redes. Se puede dejar que el sistema final los vuelca a ensamblar, pero esto hace que haya demasiado trabajo para él y además, puede que haya subredes intermedias que puedan trabajar con bloques más grandes que los suministrados por la red anterior, de forma que se pierde eficiencia. Pero las ventajas de este sistema de ensamblado al final es que los dispositivos de encaminamiento no tienen que mantener en memoria los sucesivos trozos del datagrama y además se permite encaminamiento dinámico (ya que los sucesivos trozos no tienen por qué tomar el mismo encaminamiento). En IP se hace ensamblado final.

El sistema final debe de tener la suficiente memoria para ir guardando los trozos para ensamblarlos cuando lleguen todos. Como IP no garantiza la llegada de todos los datos, se debe utilizar un sistema de temporización (bien usando un tiempo propio desde la llegada del primer trozo del datagrama o bien usando los datos de temporización incluidos en la cabecera del datagrama).

g) Control de errores: IP no garantiza la llegada de un datagrama, pero debe de informar a la estación o dispositivo de encaminamiento del error.

h) Control de flujo: el control de flujo en servicios sin conexión se realiza enviando tramas de retención a los dispositivos anteriores para que éstos paren de enviar datos.