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Introduccin al enrutamiento

y envo de paquetes

Conceptos y protocolos de

enrutamiento. Captulo 1

1

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Identifcar un router como una computadora con SO

y hardware diseados para el proceso deenrutamiento.

Demostrar la capacidad de confurar dispositivosy aplicar direcciones.

Descri!ir la estructura de una ta!la deenrutamiento.

Descri!ir el proceso por medio del cual un routerdetermina la ruta y conmuta paquetes.

O!"etivos

2

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Descri!a la #uncin !$sica de un router Son computadoras que se especiali%an en el

envo de paquetes a trav&s de redes de datos.Son los responsa!les de la intercone'in de lasredes( seleccionan la me"or ruta para transmitirlos paquetes y los reenvan al destino.

)os routers son el centro de una red * +or lo eneral, los routers tienen - cone'iones(

* Cone'in /0 cone'in a un IS+2

* Cone'in )/0

3l router como una

computadora

3

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)os datos se envan en paquetes entre -dispositivos fnales

)os routers se usan para diriir los paqueteshacia

los destinos

3l router como una

computadora

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)os routers e'aminan la direccin I+ de destinodel paquete y, con la ayuda de una ta!la deenrutamiento, determinan cu$l es la me"or ruta

3l router como una

computadora

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)os componentes de los routers y sus #unciones 43S5630( CPU:3"ecuta las instrucciones del sistema operativo Memoria de acceso aleatorio (RAM): Contiene la copia en

e"ecucin del archivo de confuracin. /lmacena la ta!la deenrutamiento. )os contenidos de la 4/6 se pierden cuando seapaa el equipo

Memoria de slo lectura (ROM): /lmacena so#tware dedianstico que se usa cuando se enciende el router. Contiene elprorama !ootstrap

RAM no voltil (NVRAM):/lmacena la confuracin de inicio.

3sta confuracin puede incluir direcciones I+ protocolo deenrutamiento, nom!re de host del router2

Memoria fash:Contiene el sistema operativo IOS de Cisco2. nter!aces: 7ay varias inter#aces #sicas que se usan para

conectar redes. 3"emplos de tipos de inter#aces( * Inter#aces 3thernet89ast 3thernet

* Inter#aces seriales * Inter#aces de administracin

3l router como una

computadora

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)os componentes de los routers y sus #unciones D3:/))/DO(

Unidad Central de Proceso (CPU) )a C+5 e"ecuta las instrucciones del sistema operativo, como la iniciali%acin del

sistema y las #unciones de enrutamiento y conmutacin.

Memoria de acceso aleatorio (RAM) "istema o#erativo:el sistema operativo Internetwor< IOS, Internetwornicas de cada tar"eta de red G !ytes en he'adecimal2. )os primeros F !ytesde las direcciones son especifcados por I333 se>n el proveedor o #a!ricante.

3l proveedor de 3thernet o I333 E-.F especifca los >ltimos F !ytes. )a

direccin orien siempre es una direccin de !roadcast >nica de nodo >nico2.)a direccin destino puede ser de !roadcast >nica, de !roadcast m>ltiplerupo2 o de !roadcast todos los nodos2.

9ormato de trama de la Capa

6/C C/+/ -2

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'i#o (3thernet)( el tipo especifca el protocolo de capasuperior que reci!e los datos una ve% que se hacompletado el procesamiento 3thernet.


6/C C/+/ -2

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5atos (3thernet)( una ve% que se ha completado elprocesamiento de la capa #sica y de la capa de enlace, los datoscontenidos en la trama se envan a un protocolo de capa superior,que se identifca en el campo tipo. /unque la versin - de 3thernet

no especifca nin>n relleno, al contrario de lo que sucede con I333E-.F, 3thernet espera por lo menos =G !ytes de datos.


6/C C/+/ -2

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"ecuencia de veri$cacin de trama (.C")( estasecuencia contiene un valor de verifcacin C4C Controlde 4edundancia Cclica2 de = !ytes, creado por eldispositivo emisor y recalculado por el dispositivoreceptor para verifcar la e'istencia de tramas daadas.


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Premulo( el patrn de unos y ceros alternados lesindica a las estaciones receptoras que una trama es3thernet o I333 E-.F. )a trama 3thernet incluye un !yteadicional que es el equivalente al campo Inicio de tramaSO92 de la trama I333 E-.F.


6/C C/+/ -2

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Cuando un paquete es recibido por el destinatario adecuado, les retira lacabecera de Ethernet y el checksum de verificacin de la trama, compruebaque los datos corresponden a un mensaje IP y entonces lo pasa a dichoprotocolo (capa de red-Internet para que lo procese!

"ay que destacar que las direcciones utili#adas por Ethernet no tienen nada quever con las direcciones de Internet! $as de Internet se le asi%nan a cada usuario,mientras que las de Ethernet vienen de incluidas de f&brica en la tarjeta de red('IC!El formato de trama Ethernet que se utili#a en redes )CP*IP es al%o diferente

del est&ndar IEEE +!./


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9ormato de ca!ecera I+C/+/ F2

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9ormato de ca!ecera I+

Version (4 bits):versiones 4 y 6.

31

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Header length (4 bits):Longitud del Header I!

se"ala #ala$ras de 32 $its

32

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Type of Service (8 bits):%s usado#ara es#e&i'i&ar el trata(iento del

datagra(a durante su trans(isi)n enla red.

33

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Total Length (16 bits): %s lalongitud *+*,L del datagra(a(edido en o&tetos! in&luido&a$e&era. 34

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Identification (16 bits)Identi'i&a&i)n -ni&ade un datagra(a de un ost. /ada ve ue

un datagra(a se trans(ite es35

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!lags (" bits)ri(er $it es sie(#re 0 $it 1o 'rag(entado! 0rag(entado

$it 1 as rag(entos! 0;lti(o 'rag(ento36

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!rag#ent $ffset (1" bits) %s (edido en unidades de 8o&tetos 64 $its. %l #ri(ero es 0. Identi'i&a la u$i&a&i)n'rag(ento! res#e&to a el &o(ieno del datagra(a originalsin 'rag(entar. 37

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Ti#e To Live (TTL) (1 byte)

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%rotocol (1 byte) %s#e&i'i&a el#roto&olo de la &a#a su#erior. ;sado#ara de(ulti#le>ar las &a#assu#eriores. 39

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Header chec&s'# ( bytes)/e&Asu(si(#le de 16B$it de longitud el &ual es&o(#utado #ara la &a$e&era del

datagra(a. 40

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So'rce ddress ("bits): ire&&i)n I del+rigen

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*estination ddress ("bits): ire&&i)n I delestino

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$ptions (4 bits): Laso#&iones #ueden a#are&ero no en los datagra(as.

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%adding (8 bits):Celleno#ara &o(#letar los 32 $its.

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?erifcacin del proceso de inicio del router(

* 3l comando show version se usa para visuali%arin#ormacin

del router durante el proceso de inicio. 3sta in#ormacinincluye(

0>mero del modelo de plata#orma

0om!re de la imaen y versin del IOS

?ersin del prorama !ootstrap almacenado en la 4O6

0om!re del archivo de imaen y u!icacin del luar de cara Cantidad y tipo de inter#aces

Cantidad de 0?4/6

Cantidad de memoria @ash

4eistro de confuracin

3l router como unacomputadora

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)a inter#a% del router es un conector #sico quepermite que el router enve o reci!a paquetes

Cada inter#a% se conecta a una red di#erente Consiste en un soc

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7ay dos rupos principales de inter#aces del router Inter#aces )/0(

Se usan para conectar el routera la red )/0

:ienen una direccin 6/Cde capa -

Se les puede asinar una direccin I+ de capa F +or lo eneral, se componen de un "ac< 4A*=B

Inter#aces /0( Se usan para conectar routers a redes e'ternas que

interconectan redes )/0 Se>n la tecnoloa /0 usada, es posi!le utili%ar una

direccin de capa - 5san una direccin I+ de capa F


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)os routers y la capa de red )os routers usan direcciones I+ de destino para reenviar paquetes

3l router determina la ruta por la que se transmitir$ un paquetedespu&s de consultar la in#ormacin de la ta!la de enrutamiento

3l router determina cu$l es la me"or ruta Se encapsula el paquete dentro de una trama )ueo, se coloca la trama, en #orma de !its, en un medio de red


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)os routers #uncionan en las capas 1, - y F 3l router reci!e un stream de !its codifcados Se decodifcan los !its y se transmiten a la capa - 3l router desencapsula la trama

3l paquete resultante se transmite a la capa F * +ara tomar las decisiones de enrutamiento de esta capa,

se e'amina la direccin I+ de destino

)ueo, el paquete se vuelve a encapsular y se enva ala inter#a% de salida


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Implementacin de esquemas de direccionamiento !$sicos

Cuando se disea una nueva red o se reali%an asinaciones de una rede'istente, se de!e proporcionar la siuiente in#ormacin en undocumento(

5n diseo de topoloa que muestre la conectividad #sica.

5na ta!la de direcciones que contena la siuiente in#ormacin(

0om!re del dispositivo

Inter#aces usadas

Direcciones I+ Hateway por de#ecto

Confuracin de dispositivosy aplicacin de direcciones

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C f i d di i i

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Confuracin !$sica del router 5na confuracin !$sica de router de!e tener lo siuiente( 0om!re del router( 3l nom!re de host de!e ser >nico

:tulo( Como mnimo, el ttulo de!e prohi!ir el uso noautori%ado Contraseas( Se de!en usar contraseas seuras Confuracin de inter#aces( Se de!e especifcar(

3l tipo de inter#a%, la direccin I+ y la m$scara de su!red. Descri!a la #uncin de la inter#a%.

3"ecute el comando no shutdown. +ara la inter#a% serial DC3, e"ecute el comando cloc< rate.

Despu&s de introducir la confuracin !$sica, de!en reali%arselas siuientes tareas ?erifque la confuracin !$sica y el #uncionamiento del router Huardelos cam!ios en un router


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?erifcacin de la confuracin !$sica del router

* 3"ecute el comando show running-confg

* 3"ecute el comando copy running-confg startup-confgparauardar la confuracin !$sica del router

* 3stos son comandos adicionales que le permitir$n verifcarcon m$s detalle la confuracin del router(

Show runnin*conf(muestra la confuracin actual de la4/6

Show startup*conf(muestra el archivo de confuracinde 0?4/6

Show I+ route(muestra la ta!la de enrutamiento

Show inter#aces(muestra todas las confuraciones deinter#aces

Show ip int !rie#(muestra in#ormacin resumida de lasconf uraciones de inter#aces


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)a ta!la de enrutamiento se almacena en la 4/6y contiene in#ormacin so!re lo siuiente(

4edes conectadas directamente(Corresponde a un

dispositivo conectado a otra inter#a% del router 4edes conectadas de #orma remota(5na red que no

est$ conectada directamente a un router particular

In#ormacin detalladaacerca de las redes incluye la#uente

de la in#ormacin, la direccin de red y la m$scara desu!red,y la direccin I+ del router de siuiente salto

3l comando show ip routese utili%a para visuali%ar unata!la de enrutamiento.

3structura de la ta!la deenrutamiento

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3structura de la ta!la de

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Cmo arear una red conectada a la ta!la deenrutamiento * Inter#aces del router

Cada inter#a% del router pertenece a una red distinta Se activan con el comando no shutdown

+ara que haya rutas est$ticas y din$micas en la ta!la deenrutamiento, de!e ha!er redes conectadas directamente


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4utas est$ticas de la ta!la de enrutamiento

Incluyen( la direccin de red, la m$scara de su!red y ladireccin I+ del router de siuiente salto o la inter#a% desalida

Se indican, en la ta!la de enrutamiento, con el cdio " /ntes de poder usar el enrutamiento est$tico o din$mico,

las ta!las de enrutamiento de!en tener redes conectadasdirectamente usadas para conectar redes remotas

Cu$ndo usar las rutas est$ticas

Cuando la red tiene slo unos pocos routers

Cuando la red est$ conectada a Internet slo a trav&s deun IS+

Cuando se usa una topoloa hu!*and*spo

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4utas est$ticas y conectadas


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+rotocolos de enrutamiento din$mico

* Se usan para arear redes remotas a una ta!la deenrutamiento

* Se usan para deteccin de redes

* Se usan para la actuali%acin y el mantenimiento delas ta!las

de enrutamiento Deteccin autom$tica de redes

* )os routers pueden detectar nuevas redes medianteel uso compartido de la in#ormacin de las ta!las deenrutamiento


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6antenimiento de las ta!las de enrutamiento

)os protocolos de enrutamiento din$mico se usan paracompartir in#ormacin de enrutamiento entre routers y paramantener las ta!las de enrutamiento actuali%adas

+rotocolos de enrutamiento I+. 3"emplos de protocolosde enrutamiento(

* 4I+

* IH4+

* 3IH4+

* OS+9


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+rincipios de la ta!la de enrutamiento

* 7ay F principios en lo que respecta a las ta!las deenrutamiento( Cada router toma decisiones en #orma independiente,

so!re la !ase de la in#ormacin que posee en la ta!la deenrutamiento

Cada ta!la de enrutamiento puede contenerin#ormacin di#erente

5na ta!la de enrutamiento tiene in#ormacin so!recmo llear a un destino, pero no so!re cmo reresar


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3#ectos de los F principios de la ta!la deenrutamiento

* )os paquetes se reenvan a trav&s de la red de unroutera otro, de salto a salto

* )os paquetes pueden transmitirse al destino por laruta JK y reresar por la ruta LK enrutamientoasim&trico2


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3l #ormato de paquete protocolo de internet I+2contiene campos que proporcionan in#ormacinso!re el paquete y so!re los hosts emisores yreceptores.

Campos importantes para los estudiantes (

* Direccin I+ de destino

* Direccin I+ de orien

* ?ersin y ::) * )onitud del enca!e%ado I+

* +rioridad y tipo de servicio

4utas de routers y conmutacin de paquetes

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9ormato de la trama de capa 6/C )as tramas 6/C tam!i&n se dividen en campos.

Incluyen(

* +re$m!ulo

* Delimitador de inicio de trama

* Direccin 6/C de destino

* Direccin 6/C de orien

* :ipo8lonitud

* Datos y pad

* Secuencia deverifcacin de tramas


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5na mtrica es un valor num&rico que usan los protocolos deenrutamiento para determinar cu$l es la me"or ruta a un destino

Cuanto menorsea el valor de la m&trica, me"or ser$la ruta Dos tipos de m&tricas que usan los protocolos de enrutamiento son(

Conteo de saltos( la cantidad de routers que un paquete de!e

atravesar antes de llear al destino/ncho de !anda( la velocidadK de un enlace. :am!i&n se conocecomo capacidad de datosK de un enlace


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Mtrica del mismo costo:condicin en la que un router tienevarias rutas al mismo destinocon la misma m&trica.

+ara solucionar este dilema, el router usar$ el!alanceo de carade mismo costo. 3sto sinifca que el router enviar$ los paquetes

a trav&s de las m>ltiples inter#aces de salida enumeradas en lata!la de enrutamiento.


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/a determinacin de la rutaes un proceso que usa el router paraseleccionar la me"or ruta a un destino

)a !>squeda de la me"or ruta tiene como resultado una de tresdeterminaciones de ruta(

4ed conectada directamente 4ed remota 0o se determina una ruta

4utas de routers y conmutacin depaquetes

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/a !uncin de conmutacinde un router es el proceso queusa un router para conmutar un paquete de una inter#a% de

entrada a una inter#a% de salida en el mismo router.Cuando un router reci!e un paquete, sucede lo siuiente(

Se eliminanlos enca!e%ados de capa -

Se anali%a la direccin I+ de destinou!icada en elenca!e%ado de capa F para encontrar la me"or ruta

al destino Se vuelve a encapsularel paquete de capa F en una

trama de capa -

Se reenva la tramaa trav&s de la inter#a% de salida


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6ientras un paquete se transmite de un dispositivo denetwormero hasta lleara un valor de cero. 3n ese momento, el router descartael paquete este mecanismo evita que los paquetes setransmitan a trav&s de la red de #orma indefnida2


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In#ormacin so!re la #uncin de conmutaciny determinacin de rutas. / continuacin, semuestra parte de lo que ocurre cuando la +C1desea enviar un paquete a la +C-(

Paso 6:la +C1 encapsula el paquete en una trama.)a trama tiene la direccin 6/C de destino del 41


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4 d i

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Paso 7:el 41 reci!e la trama de 3thernet. 3l 41 reconoce que la direccin 6/C de destino coincide

con

la direccin 6/C propia. )ueo, el 41 elimina la trama de 3thernet. 3l 41 e'amina la I+ de destino. 3l 41 !usca la I+ de destino en la ta!la de enrutamiento. 5na ve% que encontr la I+ de destino en la ta!la de

enrutamiento, el 41 !usca la direccin I+ de siuientesalto.

3l 41 vuelve a encapsular el paquete I+ con una nuevatrama de 3thernet.

3l 41 reenva el paquete 3thernet a trav&s de la inter#a%

9aE81.

4utas de routers y conmutacinde paquetes

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4 d i

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4 t d t t i

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In#ormacin so!re la #uncin de conmutacin y determinacin de rutas./ continuacin, se muestra parte de lo que ocurre cuando la +C1 deseaenviar un paquete a la +C-( Paso 8:el paquete llea al 4-

3l 4- reci!e la trama de 3thernet

3l 4- reconoce que la direccin 6/C de destino coincide con ladireccin 6/C propia )ueo, el 4- elimina la trama de 3thernet 3l 4- e'amina la I+ de destino 3l 4- !usca la I+ de destino en la ta!la de enrutamiento 5na ve% que encontr la I+ de destino en la ta!la de

enrutamiento, el 4- !usca la direccin I+ de siuiente salto

3l 4- vuelve a encapsular el paquete I+ con una nueva trama deenlace de datos

3l 4- reenva el paquete 3thernet a trav&s de la inter#a% SE8E


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4 t d t t i

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In#ormacin so!re la #uncin de conmutacin y determinacin de rutas./ continuacin, se muestra parte de lo que ocurre cuando la +C1 deseaenviar un paquete a la +C- Paso 9:el paquete llea al 4F

4F reci!e la trama de +++ )ueo, el 4F elimina la trama de +++ 3l 4F e'amina la I+ de destino

3l 4F !usca la I+ de destino en la ta!la de enrutamiento 5na ve% que encontr la I+ de destino en la ta!la de enrutamiento,

el 4F se conecta directamente al destino a trav&s de la inter#a% 9ast3thernet

3l 4F vuelve a encapsular el paquete I+ con una nueva trama de3thernet

3l 4F reenva el paquete 3thernet a trav&s de la inter#a% 9aE8E Paso :el paquete I+ llea a la +C-. Se desencapsula la trama y la

procesan los protocolos de capa superior


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)os routers son computadoras que se especiali%an en el envo de datos atrav&s de redes

)os routers est$n #ormados por( * 7ardware, es decir, la C+5, la memoria, el !us del sistema y las

inter#aces * So#tware que administra el proceso de enrutamiento

IOS /rchivo de confuracin

3s necesario confurar los routers. )as confuraciones !$sicas son( * 3l nom!re del router * 3l ttulo del router

* )as contraseas * )as confuraciones de inter#a%, es decir, la direccin I+ y la m$scara

de su!red )as ta!las de enrutamiento contienen la siuiente in#ormacin(

* 4edes conectadas directamente * 4edes conectadas de #orma remota * Direcciones de red y m$scaras de su!red * Direccin I+ de la direccin de siuiente salto

4esumen

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)os routers determinan qu& ruta de!e tomar un paquete parallear al destino, de la siuiente #orma(

4eci!en una trama encapsulada y anali%an la direccin 6/C dedestino.

Si la direccin 6/C coincide, se desencapsula la trama para queel router pueda anali%ar la direccin I+ de destino.

Si la direccin I+ de destino est$ en la ta!la de enrutamiento osi hay una ruta est$tica, el router determina la direccin I+ de

siuiente salto. 3l router vuelve a encapsular el paquete con latrama de capa - adecuada y la enva al destino siuiente.

3l proceso contin>a hasta que el paquete llea al destino.

0ota( Slo cam!ian las direcciones 6/CM las direcciones I+de orien y de destino no cam!ian.

4esumen

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